WO2000002504A1 - Femurkomponente für eine hüftendoprothese - Google Patents

Femurkomponente für eine hüftendoprothese Download PDF

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WO2000002504A1
WO2000002504A1 PCT/CH1998/000298 CH9800298W WO0002504A1 WO 2000002504 A1 WO2000002504 A1 WO 2000002504A1 CH 9800298 W CH9800298 W CH 9800298W WO 0002504 A1 WO0002504 A1 WO 0002504A1
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femoral component
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Rudolf Koch
Peter E. Ochsner
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Stratec Medical Ag
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Definitions

  • the invention relates to a femoral component for a hip endoprosthesis according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a femoral component is known from EP-B 0 145 938, which, however, has a relatively short slot of constant width.
  • the slot which corresponds to approximately one fifth of the length of the shaft, is sufficient to achieve the goal aimed at in EP-B 0 145 938, namely an adaptation of the distal part of the femoral components to the individually different medullary cavities.
  • the constant width of the slot prevents the slot from closing completely, or at least almost completely, in the loaded state.
  • the object of the invention is to create a femoral component with a distal end that slides axially freely in the medullary canal, but which is primarily stabilized by radial jamming in such a way that the tilting moments that occur are absorbed under load and thus a transition to the - generating secondary stability - increasing the Bone in the proximal part of the shaft is made possible.
  • the invention solves this problem with a femoral component which has the features of claim 1.
  • the bracing through the slot gives the important advantage over the prior art that possible tilting micro-movements of the shaft implanted in the medullary cavity remain minimal and the desired primary stabilization is achieved.
  • the medullary cavity is prepared with a normal rasp corresponding to a regular wedge, the outer geometry of which roughly corresponds to the shaft in the compressed state.
  • the slotted shaft is thus introduced in excess of the prepared medullary cavity, which creates a desired centering prestress.
  • a preferred development consists in that the half wedge angle ⁇ / 2 (measured in the plane of symmetry) of the shaft part lies in the range from 0.85 a to 1.15 et, preferably in the range from 0.9 et to 1.1, et corresponds to the opening angle of the slot.
  • This has the advantage that the shaft geometry largely corresponds to the regular cone of a corresponding unslit shaft when the slot is closed.
  • the longitudinal axis of the compressed femoral component then preferably represents an axis of symmetry in the distal region of the shaft part, which corresponds to the also symmetrical medullary space produced by the rasp.
  • the slot has a maximum width of 0.6 mm, preferably of 0.4 to 0.5 mm, measured at its base perpendicular to the longitudinal axis. On the one hand, this causes a minimal weakening of the mechanical strength of the shaft and, on the other hand, prevents bone material from growing into the practically completely closed slot. A further reduction in the maximum width of the slot at its base is currently not possible for manufacturing reasons, but would be desirable.
  • the opening angle ⁇ of the slot is preferably constant over the entire length of the slot (6) in order to bring about a largely complete closure of the slot in the loaded state.
  • the slot is arranged asymmetrically, offset medially with respect to the longitudinal axis (5). Lateral support on the bone for absorbing tilting forces is thereby achieved.
  • the shaft acting as a lever generates the greater forces in the lateral area, which is why the lateral tongue of the slot is made stronger.
  • the surface of the distal, slotted area of the shaft part (4) is advantageously polished, preferably with a roughness R a of less than 0.2 ⁇ m.
  • Fig. 1 is a side view of the femoral component according to the invention.
  • the femoral component shown in the single figure for a hip endoprosthesis has a distal end 1 intended for insertion into the medullary cavity of the femur and a proximal shoulder part 2 with a medially directed neck 3 to which a spherical head (not shown in the drawing) can be attached.
  • the shaft part 4 tapering in a wedge shape towards the end 1, extends with the longitudinal axis 5 between the proximal shoulder part 2 and the distal end 1.
  • the shaft part 5 has the length L and has one in the plane of symmetry 10 of the femoral component - which runs approximately parallel to the plane of the drawing in the medio-lateral direction - measured half wedge angle ß / 2 of 2.5 °.
  • the slot 6 has at its base 7 a maximum width of 0.5 mm measured perpendicular to the longitudinal axis 5. If one thinks of the slit 6 in the completely closed state, the longitudinal axis 5 of the femoral component in the distal region 8 of the shaft part 4 represents an axis of symmetry.
  • the lateral delimitation of the slot 6 is arranged asymmetrically in the shaft part 4, offset medially from the longitudinal axis 5 by 1.5 mm.
  • the surface of the distal slit portion 8 of the shaft portion 4 is polished and has a roughness R a of 0.15 .mu.m.

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Abstract

Die Femurkomponente für eine Hüftendoprothese besitzt: A) ein distales, zur Einführung in den Markraum des Femur bestimmtes Ende (1), B) eine proximale Schulterpartie (2) mit nach medial gerichtetem Hals (3), an welchem ein Kugelkopf befestigbar ist, C) einen zwischen Schulterpartie (2) und Ende (1) liegenden, keilförmig gegen das Ende (1) sich verjüngenden Schaftteil (4) mit Längsachse (5), Länge L, und einem in der Symmetrieebene (10) der Femurkomponente gemessenen halben Keilwinkel β/2, sowie D) einen im distalen Bereich (8) des Schaftteils (4) angeordneten, gegen das Ende (1) hin geöffneten Schlitz (6). Der Schlitz (6) weist eine Länge im Bereich von 0,21 L bis 0,50 L auf und der Öffnungswinkel α des Schlitzes (6) hat einen Wert im Bereich von 1° - 4°. Die Verspannung der Femurkomponente im Markraum durch den Schlitz (6) ergibt den Vorteil, dass mögliche Kipp-Mikrobewegungen des in den Markhohlraum implantierten Schaftes minimal bleiben und die angestrebte primäre Stabilisierung erreicht wird.

Description

Femurkomponente für eine Hüftendoprothese
Die Erfindung betrifft eine Femurkomponente für eine Hüftendoprothese gemass dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der EP-B 0 145 938 ist eine derartige Femurkomponente bekannt, welche allerdings einen relativ kurzen Schlitz von konstanter Breite besitzt. Der ungefähr einem Fünftel der Schaftlänge entsprechende Schlitz genügt für die Erreichung des in der EP-B 0 145 938 angestrebten Zieles, nämlich einer Anpassung des distalen Teils der Femurkomponenten an die individuell unterschiedlichen Markhohlräume. Die konstante Breite des Schlitzes verhindert allerdings ein vollständiges - oder doch annährend vollständiges - Schliessen des Schlitzes im belasteten Zustand.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Femurkomponente mit einem axial frei im Markraum gleitenden distalen Ende, das sich aber durch radiale Verklemmung primär so stabilisiert, dass bei einer Belastung die auftretenden Kippmomente aufgenommen werden und so ein Übergang zu dem - eine Sekundärstabilität erzeugenden - Anwachsen des Knochens im proximalen Schaftteil ermöglicht wird. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe mit einer Femurkomponente, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Die Verspannung durch den Schlitz ergibt den wichtigen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, dass mögliche Kipp-Mikrobewegungen des in den Markhohlraum implantierten Schaftes minimal bleiben und die angestrebte primäre Stabilisierung erreicht wird.
Der Markhohlraum wird mit einer normalen, einem regelmässigen Keil entsprechenden Raspel vorbereitet, deren Aussengeometrie ungefähr dem Schaft im zusammengedrückten Zustand entspricht. Der geschlitzte Schaft wird somit - gegenüber dem aufbereiteten Markhohlraum - übergross eingebracht, was eine erwünschte zentrierende Vorspannung erzeugt .
Eine bevorzugte Weiterbildung besteht darin, dass der (in der Symmetriebene gemessene) halbe Keilwinkel ß/2 des Schaftteils im Bereich von 0,85 a bis 1,15 et , vorzugsweise im Bereich von 0,9 et bis 1,1 liegt, wobei et dem Öffnungswinkel des Schlitzes entspricht. Dies hat den Vorteil, dass die Schaftgeometrie bei geschlossenem Schlitz weitgehend dem regelmässigen Konus eines entsprechenden, ungeschlitzten Schaftes entspricht. Die Längsachse der zusammengedrückten Femurkomponente stellt dann im distalen Bereich des Schaftteils vorzugsweise eine Symmetrieachse dar, welche dem von der Raspel erzeugten ebenfalls symmetrischen Markraum entspricht. Eine weitere bevorzugte Ausfuhrungsform besteht darin, dass der Schlitz an seinem Grund eine senkrecht zur Längsachse gemessene maximale Breite von 0,6 mm, vorzugsweise von 0,4 bis 0,5 mm aufweist. Dies bewirkt einerseits eine minimalste Schwächung der mechanischen Festigkeit des Schaftes und anderseits eine Verhinderung des Einwachsens von Knochenmaterial in den praktisch vollständig geschlossenen Schlitz. Eine weitere Reduktion der maximalen Breite des Schlitzes an seinem Grund ist zur Zeit aus fabrikatorischen Gründen nicht möglich, wäre aber wünschenswert.
Vorzugsweise ist der Öffnungswinkel a des Schlitzes über die gesamte Länge des Schlitzes (6) konstant ausgebildet, um im Belasteten Zustand eine weitgehend vollständige Schliessung des Schlitzes zu bewirken.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform ist der Schlitz asymmetrisch, gegenüber der Längsachse (5) nach medial versetzt, angeordnet. Dadurch wird eine laterale Abstützung am Knochen zur Aufnahme von Kippkräften erreicht. Der als Hebel wirkende Schaft erzeugt im lateralen Bereich die grösseren Kräfte, weshalb die laterale Zunge des Schlitzes stärker ausgebildet ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausfuhrungsform weist die
Oberfläche des proximalen, ungeschlitzten Bereiches des
Schaftteils eine grössere Rauhigkeit als die Oberfläche des distalen, geschlitzten Bereiches des Schaftteils auf, vorzugsweise im Bereich von Ra = 3 bis 5 μm. Dadurch kann der Schaft mit dem Knochen verwachsen, währenddem der distale Teil in axialer Richtung beweglich bleibt, zur Verhinderung von "stress shielding" . Vorteilhafterweise ist die Oberfläche des distalen, geschlitzten Bereiches des Schaftteils (4) poliert, vorzugsweise mit einer Rauhigkeit Ra von kleiner als 0,2 μm.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der teilweise schematischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert.
Es zeigt :
Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemässen Femurkomponente .
Die in der einzigen Figur dargestellte Femurkomponente für eine Hüftendoprothese besitzt ein distales, zur Einführung in den Markraum des Femur bestimmtes Ende 1 sowie eine proximale Schulterpartie 2 mit nach medial gerichtetem Hals 3 an welchem ein zeichnerisch nicht dargestellter Kugelkopf befestigbar ist. Zwischen proximaler Schulterpartie 2 und distalem Ende 1 erstreckt sich der, keilförmig gegen das Ende 1 sich verjüngende Schaftteil 4 mit der Längsachse 5. Der Schaftteil 5 besitzt die Länge L und weist einen in der Symmetrieebene 10 der Femurkomponente - welche in medio-lateraler Richtung annähernd parallel zur Zeichenebene verläuft - gemessenen, halben Keilwinkel ß/2 von 2,5° auf.
Im distalen Bereich 8 des Schaftteils 4 ist ein gegen das Ende 1 hin geöffneter Schlitz 6 angeordnet, der eine Länge von 0,35 L und einen - über die gesamte Länge des Schlitzes 6 konstant bleibenden - Öffnungswinkel et von 2,5° aufweist.
Der Schlitz 6 weist an seinem Grund 7 eine senkrecht zur Längsachse 5 gemessene, maximale Breite von 0,5 mm auf. Denkt man sich den Schlitz 6 in vollständig geschlossenem Zustand, so stellt die Längsachse 5 der Femurkomponente im distalen Bereich 8 des Schaftteils 4 eine Symmetrieachse dar.
Die laterale Begrenzung des Schlitzes 6 ist im Schaftteil 4 asymmetrisch, gegenüber der Längsachse 5 um 1,5 mm nach medial versetzt, angeordnet.
Die Oberfläche des proximalen, ungeschlitzten Bereiches 9 des Schaftteils 4 weist eine grössere Rauhigkeit (Ra = 4 μm) auf, als die Oberfläche des distalen, geschlitzten Bereiches 8 des Schaftteils 4.
Die Oberfläche des distalen, geschlitzten Bereiches 8 des Schaftteils 4 ist poliert und weist eine Rauhigkeit Ra von 0,15 μm auf .

Claims

Patentansprüche
1. Femurkomponente für eine Hüftendoprothese mit
A) einem distalen, zur Einführung in den Markraum des Femur bestimmten Ende (1) ,
B) einer proximalen Schulterpartie (2) mit nach medial gerichtetem Hals (3), an welchem ein Kugelkopf befestigbar ist,
C) einem zwischen Schulterpartie (2) und Ende (1) liegenden, in der Symmetrieebene (10) keilförmig gegen das Ende (1) sich verjüngenden Schaftteil (4) mit Längsachse (5), Länge L, und einem in der Syτnmetrieebene (10) der Femurkomponente gemessenen halben Keilwinkel ß/2, sowie
D) einem im distalen Bereich (8) des Schaftteils (4) angeordneten, gegen das Ende (1) hin geöffneten Schlitz (6) , dadurch gekennzeichnet, dass
E) der Schlitz (6) eine Länge im Bereich von 0,21 L bis 0,50 L aufweist ;
F) der Öffnungswinkel des Schlitzes (6) im Bereich von 1°- 4° liegt; und
G) die Längsachse (5) der Femurkomponente bei geschlossenem Schlitz (6) im distalen Bereich (8) des Schaftteils (4) in der Symmetrieebene (10) eine Symmetrieachse darstellt.
2. Femurkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (6) eine Länge im Bereich von 0,3 L bis 0,4 L aufweist .
3. Femurkomponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel et des Schlitzes (6) im Bereich von 2° - 3° liegt.
4. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des proximalen, ungeschlitzten Bereiches (9) des Schaftteils (4) eine grössere Rauhigkeit als die Oberfläche des distalen, geschlitzten Bereiches (8) des Schaftteils (4) aufweist, vorzugsweise im Bereich von Ra = 3 bis 5 μm.
5. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des distalen, geschlitzten Bereiches (8) des Schaftteils (4) poliert ist, vorzugsweise mit einer Rauhigkeit Ra von kleiner als 0,2 μm.
6. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der halbe Keilwinkel ß/2 des Schaftteils
(4) im Bereich von 0,85 et bis 1,15 et , vorzugsweise im Bereich von 0,9 et bis 1,1 et liegt.
7. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (6) an seinem Grund (7) eine senkrecht zur Längsachse (5) gemessene maximale Breite von 0,6 mm aufweist.
8. Femurkomponente nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (6) an seinem Grund (7) eine senkrecht zur Längsachse (5) gemessene Breite von 0,4 bis 0,5 mm aufweist.
9. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel et des Schlitzes (6) über die gesamte Länge des Schlitzes (6) konstant ist.
10. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (6) asymmetrisch, gegenüber der Längsachse (5) nach medial versetzt, angeordnet ist.
11. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Schaftteil (4) auch relativ zur Symmetrieebene (10) gegen das Ende (1) hin, vorzugsweise keilförmig verjüngt.
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