WO1993003688A1 - Einstellbare hüftgelenk-endoprothese - Google Patents

Einstellbare hüftgelenk-endoprothese Download PDF

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WO1993003688A1
WO1993003688A1 PCT/EP1992/001925 EP9201925W WO9303688A1 WO 1993003688 A1 WO1993003688 A1 WO 1993003688A1 EP 9201925 W EP9201925 W EP 9201925W WO 9303688 A1 WO9303688 A1 WO 9303688A1
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hip joint
joint endoprosthesis
intermediate plate
link segment
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PCT/EP1992/001925
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Klaus Draenert
Ortwin Piper
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Dr. Ing. H.C. F. Porsche Ag
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Definitions

  • the invention relates to a hip joint endoprosthesis.
  • the setting of the head center was dependent on the choice of the angle between the femoral neck and the shaft (femoral neck-shaft angle), which has recently been selected increasingly valgisch, ie at approximately 140 °, compared to approximately 126 to 130 ° of the physiological angle. This should result in less bending and shear stress on the femoral bearing. Because of the lateralization of the resultants reflected from the ground, however, the pans were quickly worn out.
  • a hip joint prosthesis is known from FR 26 05 514 AI, in which adjustment of the prosthesis head is provided in three directions.
  • the prosthesis is made in three parts.
  • the prosthetic head which carries a joint ball on a cone, is placed on a pin fixed in the thigh bone.
  • the distance between the center of the joint ball and the central axis of the prosthesis is adjusted by means of joint balls with cones pressed in at different depths.
  • the height of the center point of the joint ball along the central axis of the prosthesis is achieved by prosthesis heads with different heights.
  • the prosthesis head is mounted in a pin attached to a prosthesis shaft; the rotation is through a screw that clamps the prosthesis head against the prosthesis shaft.
  • a hip joint prosthesis is known from EP 0 390 883 A1, which has a head part on a neck part connected with a pin, which can be arranged in one, two or three dimensions so as to be adjustable.
  • a displacement by means of two mutually perpendicular rails, for example in dovetail guides, is provided in a frontal and / or sagittal plane. It is also proposed to provide a tilting in the sagittal plane and an adjustment in the vertical direction. The settings should be fixed with screws.
  • the object of the invention is to provide an improved adjustable hip joint endoprosthesis which can be adapted to the orthopedic conditions of the patient during the operation, enables a uniform transmission of force and ensures a firm fixation of the settings.
  • the hip joint endoprosthesis according to the invention enables the prosthesis head to be adjusted in the horizontal plane without step formation along a tangent of the Shenton line in the medial end region.
  • the direction of the plane of the medio-lateral displacement is set such that it is aligned parallel to a tangent which starts from the lateral edge of the proximal metaphyseal funnel of the prosthesis and lies against the inner medial boundary of the femoral neck becomes.
  • the invention advantageously creates a hip-joint endoprosthesis that can be largely adjusted without the exchange of individual parts.
  • the prosthesis is adapted to the patient's orthopedic conditions by adjusting the prosthesis head during the operation. There are gradual adjustment options for this Provided both in the edio-lateral direction and in the torsion angle of the prosthesis by rotation about the shaft axis of the thigh bone. These settings are preferably secured by positive locking gears. A change in the settings without canceling the form closure is only possible by external forces if these would lead to the prosthesis breaking.
  • the toothing also makes it possible to adjust the prosthesis separately in both directions of movement with small forces without changing the other setting.
  • only one clamping element e.g. a threaded bolt or a foldable expanding bolt or rivet or the like means is required.
  • joint balls For the adjustment in the proximal-distal direction, it is provided to use joint balls with internal cones machined to different depths, the joint balls being of different sizes.
  • All setting and fixing means are designed and arranged in such a way that they are easily accessible to the surgeon.
  • FIG. 1 shows a thigh with an adjustable hip joint endoprosthesis according to the invention
  • FIG. 2 shows a section through a hip joint endoprosthesis in a frontal plane
  • FIG. 3 shows a section along the line III-III of FIGS. 2
  • FIG 4 shows a top view in the direction of the arrow X in FIG. 1 shows a femur 1 with a hip joint endoprosthesis surrounded by a bone cement sheath 2.
  • the endoprosthesis consists of a shaft or stem 3, a slotted segment 4 incorporated therein and a prosthetic head 5 which is movable relative to the slotted segment 4 and which carries an articulated ball 6 and which has an adjusting element 7, an intermediate plate 8 and a supporting body 9 a clamping element, which may consist of a threaded bolt 10.
  • a clamping element which may consist of a threaded bolt 10.
  • locking means 21, 22 formed from spur gear teeth 12, 13 and 15, 16 are arranged (FIG. 2).
  • the one-piece device which enables the adaptation of the endoprosthesis to the orthopedic conditions is also referred to collectively in the figures with the reference numeral 23.
  • the hip joint endoprosthesis is inserted along a shaft axis S in the femur 1 and fixed there in the bone cement sheath 2. All edges of the hip joint endoprosthesis and the adjusting device 23, including the link segment 4, are rounded as far as possible, in particular in the medio-proximal end region of the prosthesis, in order to avoid stress concentrations which can damage or destroy the bone cement sheath 2.
  • At least three adjustment directions are provided for setting an orthopedically correct position of the joint ball 6.
  • a first setting is made by linear displacement in the medio-lateral direction along a line BB '
  • a second setting is made in the proximal-distal direction by a line CC
  • a third setting is made by rotation about an axis AA, as seen on a front ⁇ valley plane according to FIG. 1 is perpendicular to the line BB '.
  • the second linear spline 13 is arranged, which forms the counterpart to the first linear spline 12 and engages in it.
  • the spur toothing 12 extends over the entire length of the link segment 4 and is arranged only on one side which lies opposite a prismatic guide 18 (FIG. 3).
  • the proximal end of the prosthesis shaft 3 and the link segment 4 are only shown schematically to explain the adjustability of the prosthesis head 5.
  • the edges of the link segment 4 and the prosthesis socket 3 are preferably rounded off in the proximal socket area as well, in order to avoid tensions and stress concentrations which could destroy the bone cement sheath 2.
  • a bore 25 in the intermediate plate 8 takes a pin
  • the first radial spur toothing 15 of the locking means 22 is arranged, which is delimited by an approximately circular segment-shaped surface. in the area of the radial spur gearing
  • the intermediate plate 8 can protrude laterally beyond the link segment 4.
  • the support body 9 rests on the intermediate plate 8, the pin 14 of the actuating element 7 projecting into a blind bore 26 of the support body 9.
  • a bore 27 with a smaller diameter is provided, through which the threaded bolt 10 through the support body 9 into an internal thread in the pin 14 of the control element 7 is screwed in.
  • the support body 9 carries the second radial spur toothing 16.
  • a circular segment-shaped surface delimiting this spur toothing 16 comprises a smaller angle than the surface delimiting the first radial spur toothing 15.
  • the support body 9 is provided with a shaft which carries an outer cone 17 at its end.
  • the joint ball 6, into which a similar inner cone is incorporated, is placed on this, the amount by which the cone 17 penetrates into the joint ball 6 being referred to as the press-in depth.
  • the adjustment in the proximal-distal direction along the line C-C is carried out by articulated balls 6 with inner cones worked in at different depths.
  • M denotes a neutral position or starting position of the center point of the joint ball 6, from which the center point of the joint ball 6 can be displaced parallel to the line B-B 'into the center of rotation of the hip joint as the desired end position.
  • N denotes a neutral position of the center M of the joint ball 6, corresponding to an initial position.
  • the center point of the joint ball 6 can be linearly displaced in the direction BB 'within limits Gl and G2 (FIG. 2).
  • G3 the center point of the joint ball 6 can be gradually adjusted by using joint balls 6 with inner cones of different depths in the direction of the line CC (FIG. 2).
  • G4 and G5 limits
  • an angle a is defined between a perpendicular to the shaft axis S and the line B-B *.
  • the line B-B * lies laterally (point b) on the funnel edge of the proximal metaphysis.
  • Point b is the projection of the lateral funnel edge in an X-ray image in the sagittal beam path a-p (anterior-posterior).
  • the line B-B 'lies at point b * against the arcuate inner boundary of the femoral neck.
  • the angle ⁇ is between 1 and 15 °, preferably between 2 and 10 °, particularly preferably between 2 and 4 °. Due to the selected angle ⁇ , a uniform force transmission is ensured by the displacement of the prosthesis head along the line B-B *, since when the prosthesis head 5 is displaced by means of the adjusting device, the Shenton line is followed without step formation.
  • the hip joint endoprosthesis is adjusted in that the prosthesis head 5 is displaced in the medio-lateral direction parallel to a tangent which is seated on the lateral edge of the proximal femoral funnel of the hip joint and engages the inner contour of the femoral neck.
  • the adjustment is preferably made after inserting the shaft 3 into a thigh bone.
  • the method for adjusting the hip joint endoprosthesis can, however, also be carried out outside the body on the X-ray image and all the necessary settings can be made there. It is also possible for the hip joint endoprosthesis to be adjusted in advance in a laboratory on the basis of X-ray images and independently of the surgical operation being carried out.
  • the control element 7 inserted into the groove 11.
  • the intermediate plate 8 and the support body 9 are placed on the Kulis ⁇ sensor segment 4 so that the pin 14 of the actuating element 7 penetrates through the bore 25 of the intermediate plate 8 into the blind hole 26 of the support body 9.
  • the arrangement is first secured by tightening the threaded bolt 10 so that the individual parts can just be shifted against each other via the spur gear teeth 12, 13 and 15, 16.
  • a joint ball 6 previously selected with regard to the press-in depth of the inner cone and ball size is placed on the cone 17 of the supporting body 9.
  • the press-in depth of the cone determines the distance between the center M of the joint ball 6 and the surface of the link segment 4.
  • the distance between the center of the joint ball 6 and the shaft axis S is then adjusted by moving the prosthesis head 5 along the direction BB 'in the groove 11 set.
  • the support body 9 has been rotated about the pin 14 of the actuating element 7, the settings are secured by tightening the threaded bolt 10.
  • the paired toothings 12, 13 and 15, 16 are braced against one another and transmit the forces acting on the joint ball 6 by positive locking to the link segment 4 and thus to the shaft 3.

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Abstract

Es wird eine Hüftgelenk-Endoprothese vorgestellt, bei der der Prothesenkopf (5) medio-lateral parallel zu einer Tangente verschiebbar ist, die auf dem lateralen Rand des proximalen Femurtrichters des Hüftgelenkes aufsitzt (b) und sich der inneren Kontour des Schenkelhalsbogens anlegt (b1). Die Hüftgelenk-Endoprothese ermöglicht es, mit Hilfe eines verstellbaren Kopfteiles (5) das Rotationszentrum des Hüftgelenkes reproduzierbar einzustellen. Mittels Verzahnungen (12, 13, 15, 16) kann für eine (fein)stufige Einstellbarkeit einer Verschiebung in medio-lateraler (B-B1) und einer Drehung um eine Achse (A-A1) senkrecht zu der Verschiebeebene (B-B1) gesorgt werden. Die Sicherung erfolgt über eine einzige Schraube (10), die die im Eingriff stehenden Verzahnungen (12, 13, 15, 16) gegeneinander verspannt hält. Eine Einstellung der Höhe der auf den Prothesenkopf (5) über einen Konus (17) aufgesetzten Gelenkkugel (6) erfolgt durch Gelenkkugeln (6) mit unterschiedlich tief eingepressten Konen.

Description

Einstellbare Hüftgelenk-Endoprothese
Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenk-Endoprothese.
Der künstliche Ersatz eines Hüftgelenkes ist zwar für die orthopädische Chirurgie zu einer Operation geworden, die zu den häufigsten Eingriffen der Chirurgie überhaupt gehört; gleichwohl sind viele der mit dem künstlichen Ersatz von Ge¬ lenkkomponenten verbundenen Probleme bis heute noch nicht gelöst.
Bei der großen Vielfalt von morphologischen Varianten des Oberschenkelknochens bzw. des Beckens bestehen trotz des physiologischen Zusammenspiels von Muskelkräften und Hebel¬ armen des Stützgerüstes kaum nennenswerte Korrelationen ein¬ zelner Parameter (PC Noble, Proxi al femoral geometry and the design of cementless hip replacements, Orthop Rel Sei 1,86-92). Hieraus ergeben sich eine Reihe von Problemen, die bislang nur unvollständig gelöst werden konnten; z.B. konnte die Länge des Schenkelhalses bisher nur grob aufgrund von drei verschieden langen Halskomponenten nachgeahmt werden. Die Einstellung vom KopfZentrum war von der Wahl des Winkels zwischen Schenkelhals und Schaft (Schenkelhals-Schaftwinkel) abhängig, welcher in letzter Zeit zunehmend valgisch gewählt wurde, d.h. bei etwa 140°, gegenüber etwa 126 bis 130° des physiologischen Winkels. Hierdurch sollte eine geringere Biege- und Scherbeanspruchung des Femurlagers erreicht wer¬ den. Aufgrund der Lateralisierung der von Boden reflektier¬ ten Resultierenden kam es jedoch zur schnellen Abnutzung der Pfannen.
Von den zementfreien Prothesen weiß man, daß eine optimale Anpassung an den Knochen eine gleichmäßige Kraftübertragung erwarten läßt (P Walker, Poss R, Robertson DD, Reilly DT, Ewald FC, Thomas WH and Sledge CB, Design analysis of press¬ fit hip stems, Orthop Rel. Sei 1,75-85). Mit der Festlegung an eine optimale Adaptation an das knöcherne Lager ergibt sich jedoch die Aufgabe, das KopfZentrum in der Höhe und Auslädung verstellbar einzustellen und dauerhaft zu fixie¬ ren. Die Festigkeit der gelenkigen Verbindungen stellt dabei ein besonderes Problem dar.
Aus der FR 26 05 514 AI ist eine Hüftgelenk-Prothese be- kannt, bei der eine Einstellung des Prothesenkopfes in drei Richtungen vorgesehen ist. Hierzu ist die Prothese dreige¬ teilt ausgeführt. Auf einem im Oberschenkelknochen fixierten Zapfen ist der Prothesenkopf aufgesetzt, der auf einem Konus eine Gelenkkugel trägt. Eine Einstellung des Abstandes zwi- sehen dem Mittelpunkt der Gelenkkugel und der Mittelachse der Prothese erfolgt mittels Gelenkkugeln mit verschieden tief eingepreßten Konen. Eine Einstellung der Höhe des Mit¬ telpunktes der Gelenkkugel längs der Mittelachse der Pro¬ these ist durch Prothesenköpfe mit unterschiedlichen Bauhö- hen erreicht. Für eine Drehung um die Mittelachse der Pro¬ these ist der Prothesenkopf in einem an einem Prothesen¬ schaft ansetzenden Zapfen gelagert; die Drehung ist durch eine Schraube, die den Prothesenkopf gegen den Prothesen¬ schaft spannt, fixiert.
Ferner ist aus der EP 0 390 883 AI eine Hüftgelenkprothese bekannt, die einen Kopfteil auf einem mit einem Zapfen ver¬ bundenen Halsteil aufweist, der ein-, zwei- oder dreidimen¬ sional einstellbar anzuordnen ist. In einer Frontal- und/oder Sagittalebene ist eine Verschiebung mittels zweier zueinander senkrechter Schienen, beispielsweise in Schwal¬ benschwanzführungen, vorgesehen. Es wird auch vorgeschlagen, ein Kippen in der Sagittalebene und eine Einstellung in Ver¬ tikalrichtung vorzusehen. Die Einstellungen sollen mittels Schrauben fixiert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte einstellbare Hüftgelenk-Endoprothese zu schaffen, die während der Opera¬ tion an die orthopädischen Verhältnisse des Patienten an¬ paßbar ist, eine gleichmäßige Kraftübertragung ermöglicht und eine feste Fixierung der Einstellungen gewährleistet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Patentansprüche gelöst. Die erfindungsgemäße Hüftgelenk- Endoprothese ermöglicht eine Verstellung des Prothesenkopfes in der Horizontalebene ohne Stufenbildung längs einer Tan- gente der Shenton-Linie im medialen Endbereich. Erfindungs¬ gemäß wird die Richtung der Ebene der medio-lateralen Ver¬ schiebung so eingestellt, daß diese parallel zu einer Tan¬ gente, welche vom lateralen Rand des proximalen Metaphysen- trichters der Prothese ausgeht und sich der medialen inneren Begrenzung des Schenkelhalses anlegt, ausgerichtet wird.
Mit der Erfindung wird in vorteilhafter Weise eine Hüftge¬ lenk-Endoprothese geschaffen, die weitgehend ohne den Aus¬ tausch von Einzelteilen einstellbar ist. Die Anpassung der Prothese an die orthopädischen Verhältnisse des Patienten erfolgt durch Einstellung des Prothesenkopfes während der Operation. Hierzu sind schrittweise Verstellmöglichkeiten sowohl in edio-lateraler Richtung als auch im Torsionswin¬ kel der Prothese durch Drehung um die Schaftachse des Ober¬ schenkelknochens vorgesehen. Diese Einstellungen werden vor¬ zugsweise durch Formschluß von Verzahnungen gesichert. Eine Veränderung der Einstellungen ohne Aufheben des Formschlus¬ ses ist durch äußere Kräfte nur möglich, wenn diese zum Bruch der Prothese führen würden.
Durch die Verzahnungen ist es darüber hinaus möglich, die Prothese in beiden Bewegungsrichtungen getrennt mit kleinen Kräften einzustellen, ohne daß die jeweils andere Einstel¬ lung verändert wird. Zum gleichzeitigen Sichern beider Ein¬ stellungen wird nur ein Spannelement, z.B. ein Gewindebolzen oder ein einschlagbarer Spreizbolzen oder -niet oder der- gleichen Mittel benötigt.
Für die Einstellung in proxi al-distaler Richtung ist es vorgesehen, Gelenkkugeln mit unterschiedlich tief eingear¬ beiteten Innenkonen zu verwenden, wobei die Gelenkkugeln aus verschiedenen Größen bestehen.
Alle Einstell- und Fixiermittel sind in der Weise ausgebil¬ det und angeordnet, daß sie für den Operateur gut zugänglich sind.
Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen Oberschenkel mit einer erfindungsgemäßen ein¬ stellbaren Hüf gelenk-Endoprothese, Fig. 2 einen Schnitt durch eine Hüftgelenk-Endoprothese in einer Frontalebene, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2 und Fig. 4 eine Draufsicht in Pfeilrichtung X der Fig. 2 gese¬ hen. In Fig. 1 ist ein Oberschenkelknochen 1 mit einer von einer Knochenzementscheide 2 umgebenen Hüftgelenk-Endoprothese dargestellt. Die Endoprothese besteht aus einem Schaft oder Stiel 3, einem hierin eingearbeiteten Kulissensegment 4 so¬ wie einem gegenüber dem Kulissensegment 4 beweglichen Pro¬ thesenkopf 5, welcher eine Gelenkkugel 6 trägt und welcher ein Stellelement 7 , eine Zwischenplatte 8 und einen Tragkör¬ per 9 mit einem Spannelement, das aus einem Gewindebolzen 10 bestehen kann, umfaßt. Zwischen dem Tragkörper 9 und der Zwischenplatte 8 einerseits und dem Kulissensegment 4 sowie der Zwischenplatte 8 andererseits sind aus Stirnverzahnungen 12, 13 und 15, 16 gebildete Arretiermittel 21, 22 angeordnet (Fig. 2) . Die die Anpassung der Endoprothese an die ortho¬ pädischen Gegebenheiten ermöglichende Einsteileinrichtung ist in den Figuren auch zusammenfassend mit dem Bezugszei¬ chen 23 bezeichnet. Die Hüftgelenk-Endoprothese ist längs einer Schaftachse S in den Oberschenkelknochen 1 eingesetzt und dort in der Knochenzementscheide 2 fixiert. Alle Kanten der Hüftgelenk-Endoprothese und der Einsteileinrichtung 23 einschließlich des Kulissensegments 4 sind soweit wie mög¬ lich verrundet, insbesondere im medio-proximalen Endbereich der Prothese, um Streßkonzentrationen zu vermeiden, durch welche die Knochenzementscheide 2 beschädigt oder zerstört werden können.
Zur Einstellung einer orthopädisch korrekten Lage der Ge¬ lenkkugel 6 sind mindestens drei Einstellrichtungen vorgese¬ hen. Eine erste Einstellung erfolgt durch lineare Verschie¬ bung in medio-lateraler Richtung nach einer Linie B-B' , eine zweite Einstellung erfolgt in proximal-distaler Richtung nach einer Linie C-C und eine dritte Einstellung erfolgt durch Drehung um eine Achse A-A, die gesehen auf eine Fron¬ talebene gemäß Fig. 1 senkrecht auf der Linie B-B' steht.
in Fig. 2 ist in einem Schnitt das Kulissensegment 4 darge¬ stellt, das an seiner dem Kopfteil zugewandten Oberfläche eine hinterschnittene Nut 11 in medio-lateraler Richtung aufweist, in der das Stellelement 7 geführt ist. Durch die Hinterschneidung kann das Stellelement 7 nur linear in Rich¬ tung der Nut 11 bewegt werden. Auf der Oberfläche des Kulis¬ sensegments 4 ist die erste lineare Stirnverzahnung 12 ange- ordnet. Oberhalb des Kulissensegments 4 lagert die Zwischen¬ platte 8, auf deren dem Kulissensegment 4 zugewandten Ober¬ fläche die zweite lineare Stirnverzahnung 13 angeordnet ist, die das Gegenstück zur ersten linearen Stirnverzahnung 12 bildet und in diese eingreift. Die Stirnverzahnung 12 er- streckt sich über die gesamte Länge des Kulissensegments 4 und ist nur auf einer Seite angeordnet, die einer prismati¬ schen Führung 18 (Fig. 3) gegenüberliegt. In Fig. 2 sind das proximale Ende des Prothesenschafts 3 sowie das Kulissenseg¬ ment 4 nur schematisch zur Erläuterung der Einstellbarkeit des Prothesenkopfes 5 dargestellt. Wie vorstehend ausge¬ führt, sind - wie in Fig. 1 gezeigt - vorzugsweise die Kan¬ ten des Kulissensegments 4 und des Prothesenschafts 3 auch im proximalen Schaftbereich abgerundet, um Spannungen und Streßkonzentrationen zu vermeiden, die die Knochenzement- scheide 2 zerstören könnten.
Eine Bohrung 25 in der Zwischenplatte 8 nimmt einen Zapfen
14 des Stellelementes 7 auf. Radial zum Mittelpunkt dieser Bohrung 25 und gegenüberliegend der zweiten linearen Stirn- Verzahnung 13 auf der Oberseite der Zwischenplatte 8 ist die erste radiale Stirnverzahnung 15 des Arretiermittels 22 er¬ haben angeordnet, die von einer etwa kreissegmentformigen Fläche begrenzt ist. im Bereich der radialen Stirnverzahnung
15 kann die Zwischenplatte 8 seitlich über das Kulissenseg- ent 4 hinausragen.
Der Tragkörper 9 liegt auf der Zwischenplatte 8 auf, wobei der Zapfen 14 des Stellelementes 7 in eine Sackbohrung 26 des Tragkörpers 9 ragt. In Verlängerung dieser Bohrung 26 ist eine im Durchmesser kleinere Bohrung 27 vorgesehen, durch die der Gewindebolzen 10 durch den Tragkörper 9 hin¬ durch in ein Innengewinde im Zapfen 14 des Stellelementes 7 eingeschraubt wird. Gegenüberliegend und korrespondierend zur ersten radialen Stirnverzahnung 15 trägt der Tragkörper 9 die zweite radiale Stirnverzahnung 16. Eine diese Stirn¬ verzahnung 16 begrenzende kreisseg entförmige Fläche umfaßt einen kleineren Winkel als die die erste radiale Stirnver¬ zahnung 15 begrenzende Fläche.
Der Tragkörper 9 ist mit einem Schaft versehen, der an sei¬ nem Ende einen Außenkonus 17 trägt. Auf diesen ist die Ge¬ lenkkugel 6 aufgesetzt, in die ein gleichartiger Innenkonus eingearbeitet ist, wobei das Maß, um das der Konus 17 in die Gelenkkugel 6 eindringt, als Einpreßtiefe bezeichnet wird. Die Einstellung in proximal-distaler Richtung nach der Linie C-C erfolgt durch Gelenkkugeln 6 mit verschieden tief einge- arbeiteten Innenkonen.
Fig. 3 zeigt einen Schnitt des Kulissensegments 4 mit der einseitig angeordneten prismatischen Führung 18 sowie der Nut 11. Beide Führungen sind in den Stiel 3 kopfseitig ein- gearbeitet.
In Figur 1 ist mit M eine neutrale Stellung bzw. Ausgangs¬ stellung des Mittelpunktes der Gelenkkugel 6 bezeichnet, aus der heraus der Mittelpunkt der Gelenkkugel 6 parallel zu der Linie B-B' in das RotationsZentrum des Hüftgelenks als ange¬ strebte Endstellung verschoben werden kann.
In den Figuren 2 bis 4 ist mit N eine neutrale Stellung des Mittelpunktes M der Gelenkkugel 6 bezeichnet, entsprechend einer Ausgangsstellung. Aus der neutralen Stellung N heraus kann der Mittelpunkt der Gelenkkugel 6 in der Richtung B-B' innerhalb von Grenzen Gl und G2 linear verschoben werden (Fig. 2) . Bis zu einer Grenze G3 kann der Mittelpunkt der Gelenkkugel 6 stufenweise durch die Verwendung von Gelenkku¬ geln 6 mit unterschiedlich tiefen Innenkonen in der Richtung der Linie C-C eingestellt werden (Fig. 2) . Schließlich ist eine Verschiebung auf einem Kreisbogen um die Achse A-A in¬ nerhalb von Grenzen G4 und G5 möglich (Fig. 4) .
Für die Konstruktion der edio-lateralen Verschiebungsebene wird ein Winkel a zwischen einer Senkrechten zur Schaftachse S und der Linie B-B* definiert. Die Linie B-B* liegt lateral (Punkt b) auf dem Trichterrand der proximalen Fe urmetaphyse auf. Der Punkt b ist dabei die Projektion des lateralen Trichterrandes bei einer Röntgenabbildung im sagittalen Strahlengang a-p (anterior-posterior) . Medial liegt die Li¬ nie B-B' am Punkt b* an die bogenförmige innere Begrenzung des Schenkelhalsbogens an. Der Winkel α beträgt zwischen 1 und 15°, vorzugsweise zwischen 2 und 10°, besonders bevor¬ zugt zwischen 2 und 4°. Aufgrund des ausgewählten Winkels α wird durch die Verschiebung des Prothesenkopfes entlang der Linie B-B* eine gleichmäßige Kraftübertragung gewährleistet, da bei einer Verschiebung des Prothesenkopfes 5 mittels der EinStelleinrichtung die Shenton-Linie ohne Stufenbildung ge¬ folgt wird.
Die Hüftgelenk-Endoprothese wird dadurch eingestellt, daß der Prothesenkopf 5 in medio-lateraler Richtung parallel zu einer Tangente verschoben wird, die auf dem lateralen Rand des proximalen Femurtrichters des Hüftgelenkes aufsitzt und sich der inneren Kontour des Schenkelhalsbogens anlegt. Die Einstellung erfolgt vorzugsweise nach dem Einsetzen des Schafts 3 in einen Oberschenkelknochen. Das Verfahren zum Einstellen der Hüftgelenk-Endoprothese kann aber auch außer¬ halb des Körpers am Röntgenbild durchgeführt und dort alle erforderlichen Einstellungen vorgenommen werden. Es ist auch möglich, daß die Hüftgelenk-Endoprothese aufgrund von Rönt- genbildern in einem Labor bereits im Vorfeld und unabhängig von der Durchführung der chirurgischen Operation eingestellt wird.
Bei dem bevorzugten Verfahren wird nach dem Einsetzen des Schaftes 3 mit dem Kulissensegment 4 in den Oberschenkelkno- chen 1 das Stellelement 7 in die Nut 11 eingeschoben. Die Zwischenplatte 8 und der Tragkörper 9 werden auf das Kulis¬ sensegment 4 so aufgelegt, daß der Zapfen 14 des Stellele¬ mentes 7 durch die Bohrung 25 der Zwischenplatte 8 hindurch in das Sackloch 26 des Tragkörpers 9 dringt. Die Anordnung wird durch Anziehen des Gewindebolzens 10 zunächst so gesi¬ chert, daß sich die einzelnen Teile gerade noch über die Stirnverzahnungen 12, 13 und 15, 16 hinweg gegeneinander verschieben lassen.
Eine zuvor bezüglich Einpreßtiefe des Innenkonus und Kugel¬ größe ausgewählte Gelenkkugel 6 wird auf den Konus 17 des Tragkörpers 9 aufgesetzt. Die Einpreßtiefe des Konus be¬ stimmt den Abstand zwischen Mittelpunkt M der Gelenkkugel 6 und der Oberfläche des Kulissensegmentes 4. Anschließend wird der Abstand des Mittelpunktes der Gelenkkugel 6 von der Schaftachse S durch Verschieben des Prothesenkopfes 5 ent¬ lang der Richtung B-B' in der Nut 11 eingestellt. Nach dem Verdrehen des Tragkörpers 9 um den Zapfen 14 des Stellele- entes 7 werden die Einstellungen durch Anziehen des Gewin¬ debolzens 10 gesichert. Hierdurch werden die gepaarten Ver¬ zahnungen 12, 13 und 15, 16 gegeneinander verspannt und übertragen die an der Gelenkkugel 6 angreifenden Kräfte durch Formschluß auf das Kulissensegment 4 und somit auf den Schaft 3.
Kräfte, deren Kraftrichtung nicht durch die Achse A-A geht, versuchen den Prothesenkopf 5 um diese Achse A-A zu drehen. Diese Kräfte werden vom Tragkörper 9 über das zweite Verzah¬ nungspaar 15, 16 auf die Zwischenplatte 8 und von dieser mittels der prismatischen Führung 18 auf das Kulissensegment 4 übertragen. Andere Kräfte werden vom Tragkörper 9 über den Zapfen 14 auf die Zwischenplatte 8 und von hier aus, je nach Kraftrichtung, über die prismatische Führung 18 oder das er¬ ste Verzahnungspaar 12, 13 auf das Kulissensegment 4 über¬ tragen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Hüftgelenk-Endoprothese mit einem Schaft (3) und einem einstellbaren Prothesenkopf (5) , dadurch gekennzeichnet, daß der Prothesenkopf (5) derart einstellbar ist, daß die Ebene der medio-lateralen Verschiebbarkeit (B-B1) des Prothesenkopfs (5) parallel zu einer Tangente ver¬ läuft, die auf dem lateralen Rand des proximalen Fe- murtrichters des Hüftgelenkes aufsitzt (b) und sich der inneren Kontour des Schenkelhalsbogens anlegt.
2. Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Ebene der medio-lateralen Verschieb¬ barkeit (B-B') um einen Winkel α, der zwischen 1 und 15° beträgt, zur Senkrechten auf der Schaftachse (S) der Prothese geneigt nach medial ansteigend ausgebildet ist.
3. Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prothesenkopf (5) eine über Ar- retiermittel (21, 22) fixierbare EinStelleinrichtung (23) mit einem in einem ortsfesten Kulissensegment (4) in der Ebene der medio-lateralen Verschiebbarkeit ge¬ führten Stellelement (7) umfaßt, auf dem ein Tragkörper (9) der Gelenkkugel (6) gehalten und über eine Zwischen- platte (8) zum Kulissensegment (4) verstellbar abge¬ stützt ist, wobei die Arretiermittel (21, 22) über min¬ destens ein die Einrichtung (23) durchdringendes Spann¬ element (10) gegeneinander festsetzbar sind.
4. Hüftgelenk-Endoprothese mit einem einstellbaren Prothe¬ senkopf (5) , der mit einem im Oberschenkelknochen (1) festsetzbaren Schaft (3) verbunden ist, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Prothesenkopf (5) eine über Arretier¬ mittel (21, 22) fixierbare Einsteileinrichtung (23) mit einem in einem ortsfesten Kulissensegment (4) geführten Stellelement (7) umfaßt, auf dem ein Tragkörper (9) der Gelenkkugel (6) gehalten und über eine Zwischenplatte (8) zum Kulissensegment (4) verstellbar abgestützt ist, wobei die Aretiermittel (21, 22) über mindestens ein die Einrichtung (23) durchdringendes Spannelement (10) ge¬ geneinander festsetzbar sind.
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5. Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellelement (7) einen zylindri¬ schen Zapfen (14) aufweist, mit dem die Zwischenplatte (8) linear verschiebbar verbunden und auf dem der Trag- ° körper (9) verschwenkbar gelagert ist.
6. Hüftgelenk-Endoprothese nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretiermittel (21, 22) aus gegenüberstehenden Verzahnungen (12, 13 und 15, 5 16) bestehen, wobei ein erstes Verzahnungspaar (12, 13) zwischen dem Tragkörper (9) und der Zwischenplatte (8) und ein zweites Verzahnungspaar (15, 16) zwischen dem Kulissensegment (4) und der Zwischenplatte (8) angeord¬ net sind.
7. Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das erste Verzahnungspaar (12, 13) aus einer linearen Stirnverzahnung (12) besteht, die auf mindestens einer Stirnfläche des Kulissensegments (4) angeordnet ist und in Eingriff mit einer entsprechenden gegenüberstehenden Verzahnung (13) an der Zwischenplatte (8) steht.
8. Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Verzahnungspaar (15, 16) aus einer radialen Stirnverzahnung (16) auf einer Ober¬ fläche des Tragkörpers (9) besteht, die in Eingriff mit einer entsprechenden gegenüberstehenden Verzahnung (15) an der Zwischenplatte (8) steht.
9. Hüftgelenk-Endoprothese nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (8) über eine einseitige prismatische Führung (18) auf dem Kulissensegment (4) geführt ist.
10. Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 9, dadurch gekenn- zeichnet, daß das Stellelement (7) auf der prismatischen
Führung (18) des Kulissensegments (4) in Richtung der Ebene (B-B1) linear verschiebbar ist.
11. Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 10, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Kulissensegment (4) und die pris¬ matische Führung (18) am Kopf des Schafts (3) eingear¬ beitet sind.
12. Hüftgelenk-Endoprothese mit einem einstellbaren Prothe- senkopf, gekennzeichnet durch die Kombination folgender
Merkmale: a. ein Kulissensegment (4) weist eine in einer Ebene einer medio-lateralen Verschiebbarkeit (B-B1) des Prothesenkopfes verlaufende hinterschnittenen Nut (ii) auf und ist an einer Oberfläche und senkrecht zu dieser Nut (11) mit einer ersten linearen Stirn¬ verzahnung (12) versehen; b. ein Stellelement (7) ist in der Nut (11) geführt, dessen zylindrischer Zapfen (14) eine Bohrung mit einen Innengewinde aufweist; c. eine Zwischenplatte (8) liegt auf dem Kulissenseg¬ ment (4) auf, wobei eine Bohrung (25) den Zapfen (14) aufnimmt und eine zweite lineare Stirnverzah¬ nung (13) an der Zwischenplatte (8) in Eingriff mit d r ersten Stirnverzahnung (12) des Kulissensegmen¬ tes (4) steht, d. gegenüberliegend der zweiten Stirnverzahnung (13) ist an der Oberseite der Platte (8) eine erste ra¬ diale Stirnverzahnung (15) radial zum Mittelpunkt der Bohrung (25) vorgesehen und von einer kreisseg¬ mentformigen Fläche begrenzt; 1 e. ein Tragkörper (9) liegt auf der Zwischenplatte (8) auf, wobei eine Sackbohrung (26) den zylindrischen Zapfen (14) des Stellelements (7) aufnimmt und eine zweite radiale Stirnverzahnung (16) am Tragkörper
° (9) so angeordnet ist, daß sie in Eingriff mit der ersten radialen Stirnverzahnung (15) der Platte (8) steht und ein schräg-radial zur Bohrung ausladender Schaft einen Konus (17) zur Aufnahme einer Gelenkku¬ gel (6) trägt; f. die Gelenkkugel (6) ist mit einer kegeligen Ausneh¬ mung entsprechend dem Konus versehen, wobei die Ein¬ preßtiefe dieser kegeligen Ausnehmung durch herstel- lungsseitige Maßnahmen eingestellt ist, g. ein Spannelement (Gewindebolzen 10) ist durch eine Bohrung (27) im Tragkörper (9) mit dem Innengewinde des Zapfens (14) in Verbindung und hält im angezoge¬ nen Zustand Kulissensegment (4) , Zwischenplatte (8) und Tragkörper (9) und somit auch die im Eingriff stehenden Arretiermittel (21, 22) gegeneinander ver- spannt, und h. die Ebene der medio-lateralen Verschiebbarkeit (B- B1) des Prothesenkopfs (5) verläuft parallel zu einer Tangente, die auf dem lateralen Rand des pro¬ ximalen Femurtrichters aufsitzt und sich der inneren Kontour des Schenkelhalsbogens anlegt.
13. Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Ebene der medio-lateralen Ver¬ schiebbarkeit (B-B1) im Bereich von etwa 1 bis 15° zu einer Senkrechten auf der Schaftachse (S) nach medial ansteigend geneigt ist.
14. Verfahren zum Einstellen einer Hüftgelenk-Endoprothese mit einem Schaft (3) und einem einstellbaren Prothesen- köpf (5) , insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüftgelenk-Endopro¬ these in der Weise eingestellt wird, daß der Prothesen- köpf (5) in medio-lateraler Richtung parallel zu einer
Tangente verschoben wird, die auf dem lateralen Rand des proximalen Femurtrichters des Hüftgelenkes aufsitzt und sich der inneren Kontour des Schenkelhalsbogens anlegt.
15. Verfahren zum Einstellen einer Hüftgelenk-Endoprothese mit einem einstellbaren Prothesenkopf (5) , der mit einem im Oberschenkelknochen (1) festsetzbaren Schaft (3) ver¬ bunden ist, mit den Mitteln nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüftgelenk-Endoprothese in der Weise eingestellt wird, daß der Prothesenkopf (5) im Kulissensegment (4) in medio-lateraler Richtung (B-B1) verschoben und um eine senkrecht zu dieser Richtung liegende Achse (A-A) ver- dreht wird und beide Einstellungen über die Arretiermit¬ tel (21, 22) fixiert werden und die Endoprothese durch Festsetzen des Spannelements (10) befestigt wird.
16. Verfahren zum Einstellen einer Hüftgelenk-Endoprothese nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Einstellung einer Verschiebung in einer zwischen der medio-lateralen Richtung (B-B') und der Achse (A-A) lie¬ genden proximal-distalen Richtung (C-C) die Hüftgelenk- Endoprothese in der Weise eingestellt wird, daß die Ge¬ lenkkugel (6) aus einer Gruppe von Gelenkkugeln (6) mit unterschiedlichen Einpreßtiefen ausgewählt wird, wobei von der Einpreßtiefe der Abstand der Gelenkkugel (6) von der Oberfläche des Kulissensegments (4) bestimmt wird.
PCT/EP1992/001925 1991-08-23 1992-08-21 Einstellbare hüftgelenk-endoprothese WO1993003688A1 (de)

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