DE102024112836A1

DE102024112836A1 - Verfahren zum Fertigen eines Hüftimplantats, individualisiertes Hüftimplantat

Info

Publication number: DE102024112836A1
Application number: DE102024112836.4A
Authority: DE
Inventors: Georg Hettich; Lucy Mayrhofer
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2024-05-07
Filing date: 2024-05-07
Publication date: 2025-11-13
Also published as: WO2025233409A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen eines Hüftimplantats (20), wobei das Verfahren umfasst: Bereitstellen eines Patienteninformationsdatensatzes (72), der Informationen zu einer Form eines Hüftbeins (10) mit einem Hüftpfannendefekt (11) umfasst, Erzeugen eines Formdatensatzes (76), der Informationen zu einer Sollform für ein Hüftimplantat für den Hüftpfannendefekt umfasst, wobei die Sollform eine Individualkomponente (32,38,44,54) aufweist, deren Abmessung und/oder Anordnung durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert sind, und wobei das Erzeugen des Formdatensatzes das Festlegen des wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz umfasst, und Fertigen eines individualisierten Hüftimplantats in Abhängigkeit von dem Formdatensatz. Die Erfindung betrifft außerdem ein individualisiertes Hüftimplantat.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Implantattechnik. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Fertigen eines Hüftimplantats sowie ein individualisiertes Hüftimplantat.
Hüftpfannendefekte sind äußerst heterogen. Metallische Augmentate und Abstützschalen sind nur in einer begrenzten Anzahl an Variationen verfügbar und können die große Variation an möglichen Hüftpfannendefekten kaum abdecken. Individuelle Hüftimplantate hingegen sind teuer und langwierig in der Herstellung.
Die Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, ein Hüftimplantat bereitzustellen, das in seiner Form zu einem hohen Grad variabel und dennoch kostengünstig und schnell zu fertigen ist.
Ein erster Aspekt der Beschreibung betrifft ein Verfahren zum Fertigen eines Hüftimplantats. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen eines Patienteninformationsdatensatzes, der Informationen zu einer insbesondere dreidimensionalen Form eines Hüftbeins mit einem Hüftpfannendefekt umfasst. Das Hüftbein mit dem Hüftpfannendefekt wird im Folgenden auch als „lädiertes Hüftbein“ bezeichnet. Das Verfahren umfasst außerdem das Erzeugen eines Formdatensatzes, der Informationen zu einer insbesondere dreidimensionalen Sollform für ein Hüftimplantat für den Hüftpfannendefekt umfasst. Die Sollform für den Hüftpfannendefekt weist eine Hüftpfannenprothese und wenigstens eine Individualkomponente auf. Eine Abmessung der Individualkomponente und/oder eine Anordnung der Individualkomponente, insbesondere relativ zu der Hüftpfannenprothese, sind durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert. Die Individualkomponente kann also parametrisch modelliert werden, nämlich durch Festlegen des wenigstens einen Geometrieparameters. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst das Festlegen des wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz. Die Individualkomponente wird also in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz parametrisch modelliert. Je nach bereitgestelltem Parienteninformationsdatensatz kann dabei ein jeweils anderer numerischer Wert für den wenigstens einen Geometrieparameter gewählt werden, sodass eine jeweils andere Abmessung und/oder Anordnung der Individualkomponente resultiert. Das Verfahren umfasst außerdem das Fertigen eines individualisierten Hüftimplantats für den Hüftpfannendefekt in Abhängigkeit von dem Formdatensatz. Die Form des gefertigten individualisierten Hüftimplantats entspricht dann der Sollform für das Hüftimplantat oder ist an die Sollform angenähert.
Die Erfinder haben erkannt, dass die zugrunde liegende Aufgabe durch das vorstehende Verfahren gelöst wird. Eine parametrische Modellierung der Individualkomponente erlaubt eine ausreichende Individualisierung, sodass die Sollform für das Hüftimplantat an den Hüftpfannendefekt angepasst werden kann. Zugleich ist der Zeitaufwand für die Fertigung des Hüftimplantats gering, denn der Umfang der Individualisierung ist klar umrissen. Dies hat auch den Vorteil, dass eine Zulassung des Hüftimplantats als individuelles Serienimplantat möglich ist.
Durch die Festlegung des wenigstens einen Geometrieparameters können die Abmessung der Individualkomponente und/oder die Anordnung der Individualkomponente an den Hüftpfannendefekt angepasst werden. Vorzugsweise wird der wenigstens eine Geometrieparameter derart festgelegt, dass eine Kontaktfläche zwischen der Individualkomponente und dem Hüftpfannendefekt vergrößert, insbesondere maximiert, wird. Die Vergrößerung bzw. Maximierung der Kontaktfläche wirkt sich vorteilhaft auf das Anwachsen des Hüftbeins an das gefertigte und implantierte Hüftimplantat aus.
Im Rahmen der Offenbarung bezeichnet das „Festlegen eines Geometrieparameters“ die Auswahl eines numerischen Wertes für den Geometrieparameter.
In einigen Ausführungsformen sind die Abmessung der Individualkomponente und/oder die Anordnung der Individualkomponente durch mehrere veränderbare Geometrieparameter charakterisiert. Vorzugsweise ist durch wenigstens einen ersten veränderbaren Geometrieparameter die Abmessung der Individualkomponente charakterisiert und durch wenigstens einen zweiten Geometrieparameter die Anordnung der Individualkomponente. Das Verfahren umfasst dann das Festlegen der mehreren Geometrieparameter, insbesondere des wenigstens einen ersten Geometrieparameters und des wenigstens einen zweiten Geometrieparameters, in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz.
Der wenigstens eine erste Geometrieparameter kann einen Geometrieparameter umfassen, durch den die Länge der Individualkomponente charakterisiert ist, und/oder einen Geometrieparameter, durch den die Breite der Individualkomponente charakterisiert ist. Der wenigstens eine zweite Geometrieparameter kann einen Geometrieparameter umfassen, durch den die Stelle charakterisiert ist, an der die Individualkomponente mit der Hüftpfannenprothese verbunden ist, und/oder einen Geometrieparameter, durch den die Ausrichtung der Individualkomponente relativ zu der Hüftpfannenprothese charakterisiert ist.
Vorzugsweise weist die Individualkomponente wenigstens eine dreidimensionale geometrische Figur auf, wobei eine Abmessung und/oder eine Anordnung der geometrischen Figur durch den wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert sind.
Die Individualkomponente ist mit der Hüftpfannenprothese verbunden. In einigen Ausführungsformen ist die Individualkomponente mit der Hüftpfannenprothese direkt verbunden. In einigen anderen Ausführungsformen ist die Individualkomponente mit der Hüftpfannenprothese indirekt verbunden, bspw. durch eine nicht individualisierbare weitere Komponente.
Eine Hüftpfannenprothese ist ein Hüftimplantatteil, der eine hohlkugelförmige Aufnahme für einen Oberschenkelknochenkopf bzw. für eine Oberschenkelknochenkopfprothese umfasst. Die Rotationsachse einer Hüftpfannenprothese verläuft durch einen Pol der hohlkugelförmigen Aufnahme und ist senkrecht zu einer Öffnungsebene der Aufnahme ausgerichtet.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Erzeugen des Formdatensatzes das Festlegen einer Abmessung der Hüftpfannenprothese in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz. Beispielsweise wird der Durchmesser der Aufnahme in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz festgelegt.
In einigen Ausführungsformen weist die Sollform des Hüftimplantats wenigstens bereichsweise eine strukturierte Oberfläche auf. Dadurch kann das Anwachsen des Hüftbeins an das gefertigte und implantierte Hüftimplantat verbessert werden. Die strukturierte Oberfläche kann bspw. Zähne, Rillen oder eine Gitterstruktur aufweisen. Eine geeignete Gitterstruktur ist bspw. unter der Bezeichnung „Structan Surface“ bekannt. Insbesondere weist nur die Hüftpfannenprothese oder nur die Individualkomponente die strukturierte Oberfläche auf. Es kann aber auch die gesamte Knochenkontaktfläche des Hüftimplantats die strukturierte Oberfläche aufweisen.
Im Rahmen der Offenbarung bezeichnet der Begriff „Knochenkontaktfläche“ den Teil der Oberfläche der Sollform, der bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Sollform in dem Hüftpfannendefekt des lädierten Hüftbeins mit dem Hüftbein in Kontakt gelangt.
Der Patienteninformationsdatensatz kann bspw. Informationen aus einer Röntgenuntersuchung oder aus einer Computertomographieuntersuchung enthalten.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein Begrenzungsdatensatz mit Grenzwerten für den wenigstens einen Geometrieparameter bereitgestellt wird. Der wenigstens eine Geometrieparameter wird dann innerhalb der Grenzwerte in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz festgelegt. Durch den Begrenzungsdatensatz wird also die Variabilität im Hinblick auf die Auswahl eines numerischen Wertes für den Geometrieparameter beschränkt. Die Beschränkung der Variabilität kann die Zulassung des Hüftimplantats als individuelles Serienimplantat erleichtern.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter nur schrittweise veränderbar ist. Dadurch wird eine weitere Beschränkung der Variabilität geschaffen. Auch diese Beschränkung kann die Zulassung des Hüftimplantats als individuelles Serienimplantat erleichtern. In einigen anderen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der wenigstens eine Geometrieparameter stufenlos veränderbar ist. Es ist auch möglich, dass bei mehreren veränderbaren Geometrieparametern wenigstens einer der Geometrieparameter nur schrittweise veränderbar ist und wenigstens ein anderer der Geometrieparameter stufenlos veränderbar.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Erzeugen des Formdatensatzes das Auswählen nur einer Individualkomponente oder mehrerer Individualkomponenten aus einer Gruppe umfassend verschiedene mögliche Individualkomponenten in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz umfasst. Es wird also anhand des Patienteninformationsdatensatzes entscheiden, welche Individualkomponente bzw. welche Individualkomponenten die Sollform aufweist. Je nach Patienteninformationsdatensatz kann eine jeweils andere Individualkomponenten bzw. können jeweils andere Individualkomponenten ausgewählt werden. Dadurch kann die Anpassbarkeit des Hüftimplantats an den Hüftpfannendefekt gesteigert werden. Mögliche Individualkomponenten werden nachfolgend noch näher erläutert.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Sollform als Individualkomponente wenigstens eine Defektauffüllung aufweist. Die Defektauffüllung wird vorzugsweise derart parametrisch definiert, dass die Defektauffüllung bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Sollform in dem Hüftpfannendefekt den Hüftpfannendefekt des lädierten Hüftbeins möglichst ausfüllt. Dadurch kann die Kontaktfläche zwischen dem gefertigten und implantierten Hüftimplantat und dem Hüftbein vergrößert werden. Im Hinblick auf die Form der Defektauffüllung sind verschiedene Varianten möglich. Vorzugsweise ist die Defektauffüllung länglich ausgebildet. Vorzugsweise ist die Defektauffüllung derart an der Hüftpfannenprothese angeordnet, dass eine Längsachse der Defektauffüllung die Rotationsachse der Hüftpfannenprothese schneidet.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Defektauffüllung einen Zylinder, insbesondere einen Kreiszylinder oder einen elliptischen Zylinder, oder ein Zylindersegment, insbesondere ein Kreiszylindersegment oder ein Zylindersegment eines elliptischen Zylinders, aufweist. Eine Abmessung und/oder eine Anordnung des Zylinders oder des Zylindersegments sind dann durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert und das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst das Festlegen dieses wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz. Ein Zylinder oder ein Zylindersegment kann aufgrund seiner gerundeten Form gut an einen Hüftpfannendefekt angepasst werden. Ein Zylindersegment ist ein Teil eines Zylinders, der durch Schneiden des Zylinders entlang einer parallel zu der Höhenachse des Zylinders ausgerichteten Schnittebene erhalten wird. Vorzugsweise ist der Zylinder bzw. das Zylindersegment derart mit der Hüftpfannenprothese verbunden, dass eine Höhenachse des Zylinders bzw. Zylindersegments die Rotationsachse der Hüftpfannenprothese schneidet. Vorzugsweise ist eine der Hüftpfannenprothese zugeordnete erste Stirnseite des Zylinders bzw. des Zylindersegments an die Hüftpfannenprothese formangepasst. Der Zylinder bzw. das Zylindersegment kann hierzu an seiner ersten Stirnseite eine gerundete Vertiefung aufweisen.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass an einer von der Hüftpfannenprothese abgewandten Stirnseite des Zylinders oder des Zylindersegments eine Kuppel oder ein Kuppelsegment angeordnet ist. Durch eine Kuppel bzw. durch ein Kuppelsegment können Kanten im Bereich dieser Stirnseite vermieden werden. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Verträglichkeit des implantierten Hüftimplantats aus. Je nach Form des Zylinders bzw. des Zylindersegments kann eine jeweils andere Kuppel bzw. ein jeweils anderes Kuppelsegment vorhanden sein. Ist der Zylinder beispielsweise ein Kreiszylinder, so ist die Kuppel vorzugsweise eine Kugelkappe. Ist der Zylinder hingegen ein elliptischer Zylinder, so ist die Kuppel vorzugsweise eine elliptische Kuppel.
Ist die Defektauffüllung als Individualkomponente vorhanden, so können die Abmessung und/oder die Anordnung der Defektauffüllung durch verschiedene veränderbare Geometrieparameter charakterisiert sein. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Breite der Defektauffüllung. Die Breite der Defektauffüllung kann dem Durchmesser des Zylinders bzw. des Zylindersegments entsprechen. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Länge der Defektauffüllung. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Drehwinkel zwischen der Defektauffüllung, insbesondere einer Längsachse der Defektauffüllung, und einer Winkelreferenz der Sollform um die Rotationsachse der Hüftpfannenprothese. Die Winkelreferenz kann bspw. durch eine Referenzstruktur der Hüftpfannenprothese oder durch eine weitere Individualkomponente der Sollform gebildet werden. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Neigungswinkel zwischen einer Längsachse der Defektauffüllung und der Öffnungsebene der Aufnahmeöffnung der Hüftpfannenprothese. Ist der Zylinder bzw. das Zylindersegment vorhanden, so entspricht die Längsachse vorzugsweise einer Höhenachse des Zylinders bzw. des Zylindersegments.
Vorzugsweise sind die Abmessung und die Anordnung der Defektauffüllung durch die zuvor genannten veränderbaren Geometrieparameter, also durch die Breite der Defektauffüllung, durch die Länge der Defektauffüllung, durch den Drehwinkel und durch den Neigungswinkel, charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieser Geometrieparameter.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Sollform als Individualkomponente wenigstens eine plattenförmige Darmbeinkontaktstruktur umfasst. Ist die Darmbeinkontaktstruktur als Individualkomponente vorhanden, so sind eine Abmessung und/oder eine Anordnung der Darmbeinkontaktstruktur durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieses wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz. Vorzugsweise wird dieser wenigstens eine Geometrieparameter derart festgelegt, dass die Darmbeinkontaktstruktur bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Sollform in dem Hüftpfannendefekt an dem Darmbein des lädierten Hüftbeins anliegt. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen dem implantierten Hüftimplantat und dem Hüftbein vergrößert. Dies erleichtert das Anwachsen des Hüftbeins an das implantierte Hüftimplantat. Vorzugsweise ist die plattenförmige Darmbeinkontaktstruktur länglich. Das bedeutet, dass die Länge der Darmbeinkontaktstruktur größer ist als deren Breite. Die plattenförmige Darmbeinkontaktstruktur kann alternativ oder zusätzlich zu der Defektauffüllung vorhanden sein.
Ist die Darmbeinkontaktstruktur als Individualkomponente vorhanden, so können die Abmessung und/oder die Anordnung der Darmbeinkontaktstruktur durch verschiedene veränderbare Geometrieparameter charakterisiert sein. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Breite der Darmbeinkontaktstruktur. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Länge der Darmbeinkontaktstruktur. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Drehwinkel zwischen der Darmbeinkontaktstruktur und einer Winkelreferenz der Sollform um die Rotationsachse der Hüftpfannenprothese.
Vorzugsweise sind die Abmessung und die Anordnung der Darmbeinkontaktstruktur durch die zuvor genannten Geometrieparameter, also durch die Breite der Darmbeinkontaktstruktur, durch die Länge der Darmbeinkontaktstruktur und durch den Neigungswinkel, charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieser Geometrieparameter.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Darmbeinkontaktstruktur mit der Defektauffüllung direkt verbunden ist, insbesondere nur mit der Defektauffüllung. In diesen Ausführungsformen kann die Darmbeinkontaktstruktur ein der Defektauffüllung zugeordnetes erstes Längsende und ein von der Defektauffüllung abgewandtes zweites Längsende aufweisen.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Darmbeinkontaktstruktur mit der Hüftpfannenprothese direkt verbunden ist, insbesondere nur mit der Hüftpfannenprothese. In diesen Ausführungsformen kann die Darmbeinkontaktstruktur ein der Hüftpfannenprothese zugeordnetes erstes Längsende und ein von der Hüftpfannenprothese abgewandtes zweites Lebensende aufweisen.
Die Darmbeinkontaktstruktur kann auch mit der Hüftpfannenprothese und mit der Defektauffüllung direkt verbunden sein. In diesen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass ein erstes Längsende der Darmbeinkontaktstruktur an der Hüftpfannenprothese angeordnet ist, und dass sich ein an das erste Längsende anschließender Längsabschnitt der Darmbeinkontaktstruktur entlang der Defektauffüllung erstreckt.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Hüftpfannenprothese als Individualkomponente eine gewinkelte Sitzbeinkontaktstruktur umfasst. Ist die Sitzbeinkontaktstruktur als Individualkomponente vorhanden, so sind die Abmessung und/oder die Anordnung der Sitzbeinkontaktstruktur durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieses wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz. Vorzugsweise wird der wenigstens eine Geometrieparameter derart festgelegt, dass die Sitzbeinkontaktstruktur bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Sollform in dem Hüftpfannendefekt an dem Sitzbein des lädierten Hüftbeins anliegt. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen dem implantierten Hüftimplantat und dem Hüftbein vergrößert. Dies erleichtert das Anwachsen des Hüftbeins an das Hüftimplantat. Vorzugsweise ist die Sitzbeinkontaktstruktur länglich. Vorzugsweise ist ein erstes Längsende der Sitzbeinkontaktstruktur mit der Hüftpfannenprothese direkt verbunden. Vorzugsweise weist die Sitzbeinkontaktstruktur entlang ihrer Längserstreckung einen ersten Längsabschnitt und einen zweiten Längsabschnitt auf, wobei der erste Längsabschnitt und der zweite Längsabschnitt zueinander gewinkelt verlaufen.
Ist die Sitzbeinkontaktstruktur als Individualkomponente vorhanden, so können die Abmessung und/oder die Anordnung der Sitzbeinkontaktstruktur durch verschiedene veränderbare Geometrieparameter charakterisiert sein. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Länge der Sitzbeinkontaktstruktur. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Breite der Sitzbeinkontaktstruktur. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Neigungswinkel zwischen dem ersten Längsabschnitt und dem zweiten Längsabschnitt der Sitzbeinkontaktstruktur. Der erste Längsabschnitt erstreckt sich dabei vorzugsweise parallel zu einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse der Hüftpfannenprothese ausgerichtet ist. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Länge des ersten Längsabschnitts der Sitzbeinkontaktstruktur. Ist die Länge der Sitzbeinkontaktstruktur festgelegt, so kann aus der Länge des ersten Längsabschnitts implizit auf die Länge des zweiten Längsabschnitts geschlossen werden. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Drehwinkel zwischen der Sitzbeinkontaktstruktur und einer Winkelreferenz der Sollform um die Rotationsachse der Hüftpfannenprothese.
Vorzugsweise sind die Abmessung und die Anordnung der Sitzbeinkontaktstruktur durch die zuvor genannten Geometrieparameter, also durch die Breite der Sitzbeinkontaktstruktur, durch die Länge der Sitzbeinkontaktstruktur, durch den Neigungswinkel zwischen dem ersten Längsabschnitt und dem zweiten Längsabschnitt, durch die Länge des ersten Längsabschnitts und durch den Drehwinkel zwischen der Sitzbeinkontaktstruktur und der Winkelreferenz, charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieser Geometrieparameter.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Hüftpfannenprothese als Individualkomponente eine gewinkelte Schambeinkontaktstruktur umfasst. Ist die Schambeinkontaktstruktur als Individualkomponente vorhanden, so sind die Abmessung und/oder die Anordnung der Schambeinkontaktstruktur durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieses wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz. Vorzugsweise wird der wenigstens eine Geometrieparameter derart festgelegt, dass die Schambeinkontaktstruktur bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Sollform in dem Hüftpfannendefekt an dem Schambein des lädierten Hüftbeins anliegt. Dadurch wird die Kontaktfläche zwischen dem implantierten Hüftimplantat und dem Hüftbein. Dies erleichtert das Anwachsen des Hüftbeins an das Hüftimplantat. Vorzugsweise ist die Schambeinkontaktstruktur länglich. Vorzugsweise ist ein erstes Längsende der Schambeinkontaktstruktur mit der Hüftpfannenprothese direkt verbunden. Vorzugsweise weist die Schambeinkontaktstruktur entlang ihrer Längserstreckung einen ersten Längsabschnitt und einen zweiten Längsabschnitt auf, wobei der erste Längsabschnitt und der zweite Längsabschnitt zueinander gewinkelt verlaufen.
Ist die Schambeinkontaktstruktur als Individualkomponente vorhanden, so können die Abmessung und/oder die Anordnung der Schambeinkontaktstruktur durch verschiedene veränderbare Geometrieparameter charakterisiert sein. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Länge der Schambeinkontaktstruktur. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Breite der Schambeinkontaktstruktur. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Neigungswinkel zwischen dem ersten Längsabschnitt und dem zweiten Längsabschnitt der Schambeinkontaktstruktur. Der erste Längsabschnitt erstreckt sich dabei vorzugsweise parallel zu einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse der Hüftpfannenprothese ausgerichtet ist. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter eine Länge des ersten Längsabschnitts der Schambeinkontaktstruktur. Ist die Länge der Schambeinkontaktstruktur festgelegt, so kann aus der Länge des ersten Längsabschnitts implizit auf die Länge des zweiten Längsabschnitts geschlossen werden. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Drehwinkel zwischen der Schambeinkontaktstruktur und einer Winkelreferenz der Sollform um die Rotationsachse der Hüftpfannenprothese.
Vorzugsweise sind die Abmessung und die Anordnung der Schambeinkontaktstruktur durch die zuvor genannten Geometrieparameter, also durch die Breite der Schambeinkontaktstruktur, durch die Länge der Schambeinkontaktstruktur, durch den Neigungswinkel zwischen dem ersten Längsabschnitt und dem zweiten Längsabschnitt, durch die Länge des ersten Längsabschnitts und durch den Drehwinkel zwischen der Schambeinkontaktstruktur und der Winkelreferenz, charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieser Geometrieparameter.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Defektauffüllung wenigstens eine Durchgangsöffnung umfasst. Die Durchgangsöffnung kann zur Aufnahme eines Befestigungselements wie bspw. einer Schraube dienen und ermöglicht dadurch eine Fixierung des gefertigten Hüftimplantats an dem Hüftbein. Vorzugsweise ist die Durchgangsöffnung als Langloch ausgebildet.
Vorzugsweise sind die Abmessung und/oder die Anordnung der Durchgangsöffnung in der Defektauffüllung durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieses wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz. Ist die Durchgangsöffnung in der Defektauffüllung vorhanden, so können die Abmessung und/oder die Anordnung der Durchgangsöffnung durch verschiedene veränderbare Geometrieparameter charakterisiert sein. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Radialabstand zwischen der Durchgangsöffnung in der Defektauffüllung und der Rotationsachse der Hüftpfannenprothese. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Drehwinkel zwischen der Durchgangsöffnung und einer Winkelreferenz der Sollform um die Rotationsachse der Hüftpfannenprothese. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Neigungswinkel zwischen einer in Öffnungsrichtung der Durchgangsöffnung verlaufenden Achse und einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse der Hüftpfannenprothese ausgerichtet ist. Ist die Durchgangsöffnung als Langloch ausgebildet, so umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter vorzugsweise eine Länge des Langlochs.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Hüftpfannenprothese wenigstens eine Durchgangsöffnung umfasst. Die Durchgangsöffnung kann zur Aufnahme eines Befestigungselements wie bspw. einer Schraube dienen und ermöglicht dadurch eine zusätzliche Fixierung des gefertigten Hüftimplantats an dem Hüftbein. Die Durchgangsöffnung kann als Langloch oder als Durchgangsöffnung mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet sein. Es können auch mehrere Durchgangsöffnungen in der Hüftpfannenprothese vorhanden sein.
Vorzugsweise sind die Abmessung und/oder die Anordnung der Durchgangsöffnung in der Hüftpfannenprothese durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert. Das Erzeugen des Formdatensatzes umfasst dann das Festlegen dieses wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz. Vorzugsweise umfasst der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter einen Drehwinkel zwischen der Durchgangsöffnung in der Hüftpfannenprothese und einer Winkelreferenz der Sollform um die Rotationsachse der Hüftpfannenprothese.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass ein Referenzinformationsdatensatz bereitgestellt wird, der Informationen zu der insbesondere dreidimensionalen Form eines gesunden Hüftbeins umfasst. Insbesondere wird die durch den Referenzinformationsdatensatz beschriebene Form des gesunden Hüftbeins auf die Form des durch den Patienteninformationsdatensatz beschriebenen lädierten Hüftbeins skaliert und an der Form des lädierten Hüftbeins ausgerichtet.
Vorzugsweise umfasst das Erzeugen des Formdatensatzes eine anatomische Anpassung eines knochenabgewandten Abschnitts der Defektauffüllung in Abhängigkeit von dem Referenzinformationsdatensatz. Die anatomische Anpassung findet im Anschluss an die Festlegung des zumindest einen der Defektauffüllung zugeordneten Geometrieparameters statt. Durch eine anatomische Anpassung der Defektauffüllung kann erreicht werden, dass die Defektauffüllung bei bestimmungsgemäßer Implantation des gefertigten Hüftimplantats nur den Bereich einnimmt, in dem bei einem gesunden Hüftbein Knochengewebe vorhanden ist. Insbesondere wird im Rahmen der anatomischen Anpassung der Defektauffüllung zunächst ein Kombinationsdatensatz erzeugt, in dem die skalierte und ausgerichtete Form des gesunden Hüftbeins und die Form des lädierten Hüftbeins überlagert sind. Von dem knochenabgewandten Abschnitt der Defektauffüllung der bestimmungsgemäß in dem Hüftpfannendefekt angeordneten Sollform wird dann lediglich der Teil beibehalten, der von der Form des gesunden Hüftbeins überlagert wird. Der Verlauf der knochenabgewandten Fläche der Defektauffüllung entspricht folglich dem Verlauf der örtlich entsprechenden Fläche der Form des gesunden Hüftbeins.
Vorzugsweise umfasst das Erzeugen des Formdatensatzes eine anatomische Anpassung einer Krümmung der Darmbeinkontaktstruktur in Abhängigkeit von dem Referenzinformationsdatensatz. Die anatomische Anpassung findet im Anschluss an die Festlegung des wenigstens einen der Darmbeinkontaktstruktur zugeordneten Geometrieparameters statt. Durch die anatomische Anpassung der Darmbeinkontaktstruktur kann erreicht werden, dass sich die Darmbeinkontaktstruktur bei implantiertem Hüftimplantat entlang des Darmbeins des Hüftbeins und insbesondere entlang der anatomisch angepassten Defektauffüllung erstreckt. Insbesondere umfasst die anatomische Anpassung der Darmbeinkontaktstruktur das Projizieren der Darmbeinkontaktstruktur auf die skalierte und ausgerichtete Form des gesunden Hüftbeins. Die dadurch erhaltene Projektionsfläche wird dann aufgedickt, um die anatomisch angepasste Darmbeinkontaktstruktur zu erhalten. Die angepasste Darmbeinkontaktstruktur erstreckt sich dann bei bestimmungsgemäßer Anordnung der Sollform in dem Hüftpfannendefekt des lädierten Hüftbeins entlang des Darmbeins des lädierten Hüftbeins und insbesondere entlang der anatomisch angepassten Defektauffüllung.
In einigen bevorzugten Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Hüftimplantat durch ein additives Fertigungsverfahren gefertigt wird. Durch ein additives Fertigungsverfahren kann die Sollform präzise umgesetzt werden. Ein additives Fertigungsverfahren kann zudem die hohe Variabilität leicht abbilden. Vorzugsweise wird das Hüftimplantat durch selektives Laserschmelzen gefertigt, besonders bevorzugt aus einem Titanwerkstoff.
Ein zweiter Aspekt der Beschreibung betrifft ein individualisiertes Hüftimplantat. Das individualisierte Hüftimplantat umfasst eine Hüftpfannenprothese und wenigstens eine Individualkomponente, die mit der Hüftpfannenprothese verbunden ist. Eine Abmessung der Individualkomponente und/oder eine Anordnung der Individualkomponente, insbesondere relativ zu der Hüftpfannenprothese, sind durch wenigstens einen festgelegten Geometrieparameter definiert. Vorzugsweise ist das individualisierte Hüftimplantat durch ein wie zuvor beschrieben ausgestaltetes Verfahren gefertigt.
Hinsichtlich der mit dem individualisierten Hüftimplantat erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zum Verfahren verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung des individualisierten Hüftimplantats können die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Merkmale dienen. Insbesondere können die im Zusammenhang mit dem Verfahren diskutierten Individualkomponenten, also die Defektauffüllung, die Darmbeinkontaktstruktur, die Sitzbeinkontaktstruktur und/oder die Schambeinkontaktstruktur, vorhanden sein.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dazu zeigen:

1 eine dreidimensionale Form eines gesunden Hüftbeins;
2 eine dreidimensionale Form eines lädierten Hüftbeins mit einem Hüftpfannendefekt;
3 eine Sollform für ein Hüftimplantat für den Hüftpfannendefekt gemäß einem Ausführungsbeispiel;
4 eine Seitenansicht der in 3 gezeigten Sollform;
5 perspektivische Ansichten der in 3 gezeigten Sollform;
6 eine Sollform für ein Hüftimplantat gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel;
7 eine Detailansicht der in 6 gezeigten Sollform;
8 ein Verfahren zum Fertigen eines individualisierten Hüftimplantats; und
9a-9d Aspekte des in 8 gezeigten Verfahrens.

1 zeigt eine dreidimensionale Form eines gesunden Hüftbeins 10. Das Hüftbein 10 umfasst in bekannter Weise eine intakte bzw. defektfreie Hüftpfanne 12, ein Darmbein 14, ein Schambein 16 und ein Sitzbein 18.
2 zeigt eine dreidimensionale Form eines lädierten Hüftbeins 10 eines Patienten. Die Hüftpfanne 12 des in 2 gezeigten Hüftbeins 10 weist einen ausgeprägten Hüftpfannendefekt 11 auf.
In den 3-5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Sollform für ein Hüftimplantat 20 für den Hüftpfannendefekt 11 gezeigt. Die Sollform wurde im Rahmen einer In-Silico-Anpassung, also einer Anpassung auf Datensatzebene, an das in 2 gezeigte lädierte Hüftbein 10 bzw. an dessen Hüftpfannendefekt 11 angepasst.
Die Sollform für das Hüftimplantat 20 umfasst eine Hüftpfannenprothese 22. Die Hüftpfannenprothese 22 ist halbkugelförmig ausgebildet und umfasst eine Aufnahme 24. In der Aufnahme 24 sind ein Oberschenkelknochenkopf bzw. eine Oberschenkelknochenkopfprothese anordenbar. Die Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22 verläuft durch den Pol 28 der Hüftpfannenprothese 22 und ist senkrecht zu der Öffnungsebene der Aufnahme 24 ausgerichtet.
Die Sollform für das Hüftimplantat 20 umfasst zusätzlich zu der Hüftpfannenprothese 22 wenigstens eine Individualkomponente. Bei dem in den 3-5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist als Individualkomponente eine Defektauffüllung 32 vorhanden. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Defektauffüllung 32 mit der Hüftpfannenprothese 22 direkt verbunden. Die Abmessung der Defektauffüllung 32 und die Anordnung der Defektauffüllung 32 relativ zu der Hüftpfannenprothese 22 können parametrisch definiert werden, also durch das Festlegen von numerischen Werten für Geometrieparameter. Dies wird später im Zusammenhang mit einem Verfahren zur Herstellung des Hüftimplantats 20 noch näher erläutert.
Bei dem in den 3-5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Defektauffüllung 32 eine Durchgangsöffnung 34 für ein Befestigungselement vorhanden. Vorliegend ist die Durchgangsöffnung 34 als Langloch 34 ausgebildet. Die Durchgangsöffnung 34 ermöglicht eine Fixierung des gefertigten Hüftimplantats 20 an dem Hüftbein 10. Auch die Ausgestaltung der Durchgangsöffnung 34 wird im Zusammenhang mit dem Verfahren noch näher erläutert.
Bei dem in den 3-5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind auch in der Hüftpfannenprothese 22 mehrere Durchgangsöffnungen 36 für Befestigungselemente vorhanden. Vorliegend sind eine längliche Durchgangsöffnung 36A, also ein Langloch 36A, und zwei kreisförmige Durchgangsöffnungen 36B vorhanden. Auch die Ausgestaltung der Durchgangsöffnungen 36 wird im Zusammenhang mit dem Verfahren noch näher erläutert.
Bei dem in den 3-5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Oberfläche der Sollform für das Hüftimplantats 20 bereichsweise strukturiert ausgebildet. Vorliegend ist nur die Knochenkontaktfläche der Hüftpfannenprothese 22 strukturiert ausgebildet. Es kann jedoch auch die Defektauffüllung 32 eine strukturierte Oberfläche aufweisen, insbesondere im Bereich ihrer Knochenkontaktfläche.
Die 6 und 7 zeigen eine Sollform für ein Hüftimplantat 20 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die in den 6-8 dargestellte Sollform unterscheidet sich von der in den 3-5 dargestellten Sollform darin, dass die Sollform zusätzliche Individualkomponenten aufweist.
Die den 6 und 7 dargestellte Sollform weist als zusätzliche Individualkomponente eine plattenförmige Darmbeinkontaktstruktur 38 auf. Vorliegend ist die Darmbeinkontaktstruktur 38 mit der Defektauffüllung 32 direkt verbunden. Ausgehend von der Defektauffüllung 32 erstreckt sich die Darmbeinkontaktstruktur 38 von der Hüftpfannenprothese 22 weg. Ein erstes Längsende 40 der Darmbeinkontaktstruktur 38 ist an der Defektauffüllung 32 angeordnet. Ein zweites Längsende 42 der Darmbeinkontaktstruktur 38 ist von der Defektauffüllung 32 beabstandet. Die Abmessung der Darmbeinkontaktstruktur 38 und die Anordnung der Darmbeinkontaktstruktur 38 relativ zu der Hüftpfannenprothese 22 können parametrisch definiert werden, also durch das Festlegen von numerischen Werten für Geometrieparameter. Dies wird später im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung noch näher erläutert.
Die in den 6 und 7 dargestellte Sollform weist als zusätzliche Individualkomponente außerdem eine gewinkelte Schambeinkontaktstruktur 44 auf. Ein erstes Längsende 46 der Schambeinkontaktstruktur 44 ist mit der Hüftpfannenprothese 22 direkt verbunden. Ausgehend von der Hüftpfannenprothese 22 erstreckt sich die Schambeinkontaktstruktur 44 von der Hüftpfannenprothese 22 weg, sodass ein zweites Längsende 48 der Schambeinkontaktstruktur 44 von der Hüftpfannenprothese 22 beabstandet ist.
Wie aus 7 erkenntlich ist, weist die Schambeinkontaktstruktur 44 einen geraden ersten Längsabschnitt 50 und einen geraden zweiten Längsabschnitt 52 auf. Die Längsabschnitte 50 und 52 sind zueinander gewinkelt ausgerichtet.
Die Abmessung der Schambeinkontaktstruktur 44 und die Anordnung der Schambeinkontaktstruktur 44 relativ zu der Hüftpfannenprothese 22 können parametrisch definiert werden, also durch das Festlegen von numerischen Werten für Geometrieparameter. Dies wird später im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung noch näher erläutert.
Die in den 6 und 7 dargestellte Sollform weist als zusätzliche Individualkomponente außerdem eine gewinkelte Sitzbeinkontaktstruktur 54 auf. Ein erstes Längsende 56 der Sitzbeinkontaktstruktur 54 ist mit der Hüftpfannenprothese 22 direkt verbunden. Ausgehend von der Hüftpfannenprothese 22 erstreckt sich die Sitzbeinkontaktstruktur 54 von der Hüftpfannenprothese 22 weg, sodass ein zweites Längsende 58 der Sitzbeinkontaktstruktur 54 von der Hüftpfannenprothese 22 beabstandet ist.
Auch die Sitzbeinkontaktstruktur 54 weist einen ersten Längsabschnitt 60 und einen zweiten Längsabschnitt 62 auf, die zueinander gewinkelt ausgerichtet sind.
Die Abmessung der Sitzbeinkontaktstruktur 54 und die Anordnung der Sitzbeinkontaktstruktur 54 relativ zu der Hüftpfannenprothese 22 können parametrisch definiert werden, also durch das Festlegen von numerischen Werten für Geometrieparameter. Dies wird später im Zusammenhang mit dem Verfahren zur Herstellung noch näher erläutert.
Im Folgenden wird anhand der 8 und 9 ein Verfahren zum Fertigen eines individualisierten Hüftimplantats 20 näher erläutert. Rein beispielhalber wird durch das Verfahren ein individualisiertes Hüftimplantat 20 gefertigt, das in seiner Form der in den 3-5 gezeigten Sollform entspricht. Eine Fertigung eines Hüftimplantats, das in seiner Form der in den 6 und 7 gezeigten Sollform entspricht, ist jedoch gleichermaßen möglich.
In einem ersten Schritt S101 wird ein Patienteninformationsdatensatz 72 bereitgestellt, der eine dreidimensionale Form eines Hüftbeins eines Patienten beschreibt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschreibt der Patienteninformationsdatensatz 72 das in 2 gezeigte lädierte Hüftbein 10.
In einem zweiten Schritt S103 wird in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz 72 der Durchmesser der Aufnahme 24 der Hüftpfannenprothese 22 festgelegt. Dieser Schritt des Verfahrens ist in 9a visualisiert. Die Hüftpfannenprothese 22 der Sollform wird quasi in den Hüftpfannendefekt 11 eingepasst.
In einem dritten Schritt S105 werden die Abmessung und die Anordnung der Defektauffüllung 32 an den vorliegenden Hüftpfannendefekt 11 angepasst. Dieser Schritt des Verfahrens ist in 9b visualisiert. Die Defektauffüllung 32 weist dabei zunächst einen Zylinder 64 auf, der sich von der Hüftpfannenprothese 22 wegerstreckt. An einem von der Hüftpfannenprothese 22 beabstandeten Längsende 64 des Zylinders 66 ist eine Kuppel 68 angeordnet. Das Anpassen der Defektauffüllung 32 an den Hüftpfannendefekt 11 umfasst eine parametrische Definition der Defektauffüllung 32 in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz 72. Die Abmessung und die Anordnung der Defektauffüllung 32 werden also durch Festlegen mehrerer veränderbarer Geometrieparameter definiert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die folgenden veränderbaren Geometrieparameter vorgesehen.
Ein erster der Defektauffüllung 32 zugeordneter Geometrieparameter ist der Durchmesser des Zylinders 64. Ein zweiter der Defektauffüllung 32 zugeordneter Geometrieparameter ist die Länge der Defektauffüllung 32. Durch den ersten Geometrieparameter und den zweiten Geometrieparameter kann die Abmessung der Defektauffüllung 32 definiert werden.
Ein dritter der Defektauffüllung 32 zugeordneter Geometrieparameter ist der Drehwinkel zwischen der Defektauffüllung 32 und einer Winkelreferenz 70 der Sollform um die Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Winkelreferenz 70 eine Ecke einer Vertiefung in der Hüftpfannenprothese 22. Abweichend davon kann auch eine andere Struktur als Winkelreferenz für den Drehwinkel dienen. Ein vierter der Defektauffüllung 32 zugeordneter Geometrieparameter ist der Neigungswinkel zwischen einer Höhenachse des Zylinders 64 und einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22 ausgerichtet ist. Durch den dritten Geometrieparameter und den vierten Geometrieparameter kann die Anordnung der Defektauffüllung 32 relativ zu der Hüftpfannenprothese 22 definiert werden.
In einem vierten Schritt S107 wird ein Referenzinformationsdatensatz 80 bereitgestellt, der eine dreidimensionale Form eines gesunden Hüftbeins 10 beschreibt. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschreibt der Referenzinformationsdatensatz 80 das in 1 gezeigte gesunde Hüftbein 10.
In einem fünften Schritt S109 wird die durch den Referenzinformationsdatensatz 80 beschriebene Form des gesunden Hüftbeins 10 auf die Form des lädierten Hüftbeins 10 skaliert und an dem lädierten Hüftbein 10 ausgerichtet. Dadurch wird ein Kombinationsdatensatz 86 erhalten, in dem die skalierte und ausgerichtete Form des gesunden Hüftbeins 10 und die Form des lädierten Hüftbeins 10 überlagert sind.
In einem sechsten Schritt S111 wird ein knochenabgewandter Abschnitt der Defektauffüllung 32 anatomisch angepasst. Hierzu wird die Sollform bestimmungsgemäß in dem Hüftpfannendefekt 11 der Form des lädierten Hüftbeins 10 angeordnet und es wird nur der Teil der Defektauffüllung 32 beibehalten, der von der Form des gesunden Hüftbeins 10 überlagert wird. Anders ausgedrückt wird der Teil der Defektauffüllung 32 entfernt, wo die ausgerichtete und skalierte Form des gesunden Hüftbeins 10 die Defektauffüllung 32 nicht überlagert. Dieser Schritt des Verfahrens ist in 9c visualisiert. Durch die anatomische Anpassung des knochenabgewandten Abschnitts der Defektauffüllung 32 kann bei gefertigtem und implantiertem Hüftimplantat 20 der Übergang von der knochenabgewandten Fläche 74 der Defektauffüllung 32 in die umgebende Fläche des lädierten Hüftbeins 10 verbessert werden. Insbesondere kann ein stufenloser Übergang erreicht werden.
In einem siebten Schritt S113 wird in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz 72 entschieden, ob eine oder mehrere weitere Individualkomponenten wie beispielsweise die Darmbeinkontaktstruktur 38, die Sitzbeinkontaktstruktur 54 und/oder die Schambeinkontaktstruktur 44 zu der Sollform hinzugefügt werden sollen. In dem vorliegenden Fall wird entschieden, dass keine dieser Individualkomponenten zu der Sollform hinzugefügt werden soll.
Wird jedoch in dem siebten Schritt S113 entschieden, dass eine oder mehrere weitere Individualkomponenten hinzugefügt werden sollen, so werden die Abmessung und die Anordnung dieser Individualkomponenten wie nachfolgend erläutert in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz parametrisch modelliert.
Wird die Darmbeinkontaktstruktur 38 als Individualkomponente hinzugefügt, so werden deren Abmessung und Anordnung durch die folgenden veränderbaren Geometrieparameter definiert. Ein erster der Darmbeinkontaktstruktur zugeordneter Geometrieparameter ist die Länge der Darmbeinkontaktstruktur 38. Ein zweiter der Darmbeinkontaktstruktur zugeordneter Geometrieparameter ist die Breite der Darmbeinkontaktstruktur 38. Ein dritter der Darmbeinkontaktstruktur 38 zugeordneter Geometrieparameter ist der Drehwinkel zwischen der Darmbeinkontaktstruktur 38 und einer Winkelreferenz 70, insbesondere der Ecke der Vertiefung, um die Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22. Im Falle der Darmbeinkontaktstruktur 38 werden die vorstehenden Geometrieparameter in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz 72 derart festgelegt, dass die Darmbeinkontaktstruktur 38 bei bestimmungsgemäß in dem Hüftpfannendefekt 11 angeordneter Sollform an dem Darmbein 14 des lädierten Hüftbeins 10 anliegt.
Ist die Darmbeinkontaktstruktur 38 als Individualkomponente vorhanden, so wird im Anschluss an die Festlegung der Geometrieparameter eine anatomische Anpassung der Krümmung der Darmbeinkontaktstruktur 38 vorgenommen. Hierzu wird die Darmbeinkontaktstruktur 38 auf die skalierte und ausgerichtete Form des gesunden Hüftbeins 10 projiziert. Die erhaltene Projektionsfläche wird dann aufgedickt, um die anatomisch angepasste Darmbeinkontaktstruktur 38 zu erhalten.
Wird die Sitzbeinkontaktstruktur 54 als Individualkomponente hinzugefügt, so werden deren Abmessung und Anordnung durch die folgenden veränderbaren Geometrieparameter definiert. Ein erster der Sitzbeinkontaktstruktur 54 zugeordneter Geometrieparameter ist die Länge der Sitzbeinkontaktstruktur 54. Ein zweiter der Sitzbeinkontaktstruktur 54 zugeordneter Geometrieparameter ist die Breite der Sitzbeinkontaktstruktur 54. Ein dritter der Sitzbeinkontaktstruktur 54 zugeordneter Geometrieparameter ist der Neigungswinkel zwischen dem ersten Längsabschnitt 60 der Sitzbeinkontaktstruktur 54 und dem zweiten Längsabschnitt 62 der Sitzbeinkontaktstruktur 54. Ein vierter der Sitzbeinkontaktstruktur 54 zugeordneter Geometrieparameter ist die Länge des ersten Längsabschnitts 60 der Sitzbeinkontaktstruktur 54. Die Länge des ersten Längsabschnitts 60 der Sitzbeinkontaktstruktur 54 entspricht dem Abstand der Hüftpfannenprothese 22 von der Krümmung zwischen den beiden Längsabschnitten. Ein fünfter der Sitzbeinkontaktstruktur 54 zugeordneter Geometrieparameter ist der Drehwinkel zwischen der Sitzbeinkontaktstruktur 54 und einer Winkelreferenz 70, insbesondere der Ecke der Vertiefung, um die Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22. Im Falle der Sitzbeinkontaktstruktur 54 werden die vorstehenden Geometrieparameter in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz 72 derart festgelegt, dass die Sitzbeinkontaktstruktur 54 bei bestimmungsgemäß in dem Hüftpfannendefekt 11 angeordneter Sollform an dem Sitzbein 18 des lädierten Hüftbeins 10 anliegt.
Wird die Schambeinkontaktstruktur 44 als Individualkomponente hinzugefügt, so werden deren Abmessung und Anordnung durch die folgenden veränderbaren Geometrieparameter definiert. Ein erster der Schambeinkontaktstruktur 44 zugeordneter Geometrieparameter ist die Länge der Schambeinkontaktstruktur 44. Ein zweiter der Schambeinkontaktstruktur 44 zugeordneter Geometrieparameter ist die Breite der Schambeinkontaktstruktur 44. Ein dritter der Schambeinkontaktstruktur 44 zugeordneter Geometrieparameter ist der Neigungswinkel zwischen dem ersten Längsabschnitt 50 der Schambeinkontaktstruktur 44 und dem zweiten Längsabschnitt 52 der Schambeinkontaktstruktur 44. Ein vierter der Schambeinkontaktstruktur 44 zugeordneter Geometrieparameter ist die Länge des ersten Längsabschnitts 50 der Schambeinkontaktstruktur 44. Die Länge des ersten Längsabschnitts 50 der Schambeinkontaktstruktur 44 entspricht dem Abstand der Hüftpfannenprothese 22 von der Krümmung zwischen den beiden Längsabschnitten 50 und 52 der Schambeinkontaktstruktur 44. Ein fünfter der Schambeinkontaktstruktur 44 zugeordneter Geometrieparameter ist der Drehwinkel zwischen der Schambeinkontaktstruktur 44 und einer Winkelreferenz 70, insbesondere der Ecke der Vertiefung, um die Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22. Im Falle der Schambeinkontaktstruktur 44 werden die vorstehenden Geometrieparameter in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz 72 derart festgelegt, dass die Schambeinkontaktstruktur 44 bei bestimmungsgemäß in dem Hüftpfannendefekt 11 angeordneter Sollform an dem Schambein 16 des lädierten Hüftbeins 10 anliegt.
In einem achten Schritt S115 wird in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz 72 entschieden, ob die Defektauffüllung 32 und/oder die Hüftpfannenprothese 22 mit einer oder mehreren Durchgangsöffnungen ausgestattet werden sollen.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird entschieden, dass die Defektauffüllung 32 mit der Durchgangsöffnung 34 ausgestattet werden soll. Die Abmessung und die Anordnung der Durchgangsöffnung 34 werden durch die folgenden veränderbaren Geometrieparameter definiert. Ein erster der Durchgangsöffnung 34 zugeordneter Geometrieparameter ist der Radialabstand zwischen der Durchgangsöffnung 34 und der Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22. Ein zweiter der Durchgangsöffnung 34 zugeordneter Geometrieparameter ist der Drehwinkel zwischen der Durchgangsöffnung 34 und einer Winkelreferenz 70, insbesondere der Ecke der Vertiefung, um die Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22. Ein dritter der Durchgangsöffnung 34 zugeordneter Geometrieparameter ist der Neigungswinkel zwischen einer in Öffnungsrichtung der Durchgangsöffnung 34 verlaufenden Achse und einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22 ausgerichtet ist. Ist die Durchgangsöffnung 34 als Langloch ausgebildet, so ist ein vierter der Durchgangsöffnung 34 zugeordneter Geometrieparameter die Länge des Langlochs.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird auch entschieden, dass die Hüftpfannenprothese 22 mit den Durchgangsöffnungen 36 ausgestattet werden soll. Im Hinblick auf die Durchgangsöffnungen 36 kann vorliegend nur die Anordnung parametrisch definiert werden. Der einzige den Durchgangsöffnungen 36 zugeordnete veränderbare Geometrieparameter ist der Drehwinkel zwischen den Durchgangsöffnungen 36 und einer Winkelreferenz 70, insbesondere der Ecke der Vertiefung, um die Rotationsachse 26 der Hüftpfannenprothese 22.
Durch die vorstehend erläuterten Verfahrensschritte wird in einem neunten Schritt S117 schließlich ein Formdatensatz 76 erhalten, der die Sollform für das Hüftimplantat 20 für den Hüftpfannendefekt 11 beschreibt.
In einem zehnten Schritt S119 wird der Patienteninformationsdatensatz 72 in Abhängigkeit von der Sollform für Hüftimplantats 20 angepasst. Dieser Schritt des Verfahrens ist in 9d visualisiert. Hierzu wird die durch den Patienteninformationsdatensatz 72 beschriebene Form des lädierten Hüftbeins 10 mit Rundungen 82 und Durchgangsöffnungen 84 für Befestigungselemente versehen. Dadurch wird ein angepasster Patienteninformationsdatensatz 78 erhalten, der die angepasste Form des Hüftbeins 10 beschreibt. Im Rahmen der Implantation des gefertigten Hüftimplantats 20 wird gemäß dem angepassten Patienteninformationsdatensatz 78 Knochenmaterial von dem lädierten Hüftbein 10 des Patienten entfernt, um das Hüftbein 10 für die Implantation des Hüftimplantats 20 vorzubereiten.
In einem elften Schritt S121 wird in Abhängigkeit von dem Formdatensatz 76 das individualisierte Hüftimplantat 20 für den Hüftpfannendefekt 11 gefertigt. Die Form des gefertigten Hüftimplantats 20 entspricht dann der durch den Formdatensatz 76 beschriebenen Sollform oder ist an die Sollform angenähert.
In diesem Ausführungsbeispiel wird das Hüftimplantat 20 als Monoblock-Implantat durch ein additives Fertigungsverfahren gefertigt, vorzugsweise durch selektives Laserschmelzen.

Claims

Verfahren zum Fertigen eines Hüftimplantats (20), umfassend: - Bereitstellen eines Patienteninformationsdatensatzes (72), der Informationen zu einer Form eines Hüftbeins (10) mit einem Hüftpfannendefekt (11) umfasst, - Erzeugen eines Formdatensatzes (76), der Informationen zu einer Sollform für ein Hüftimplantat (20) für den Hüftpfannendefekt (11) umfasst, wobei die Sollform eine Hüftpfannenprothese (22) und wenigstens eine Individualkomponente (32,38,44,54) aufweist, wobei eine Abmessung der Individualkomponente (32,38,44,54) und/oder eine Anordnung der Individualkomponente (32,38,44,54) durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert sind, und wobei das Erzeugen des Formdatensatzes (76) das Festlegen des wenigstens einen Geometrieparameters in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz (72) umfasst, und - Fertigen eines individualisierten Hüftimplantats (20) für den Hüftpfannendefekt (11) in Abhängigkeit von dem Formdatensatz (76).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Begrenzungsdatensatz mit Grenzwerten für den wenigstens einen Geometrieparameter bereitgestellt wird, und dass der wenigstens eine Geometrieparameter innerhalb der Grenzwerte in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz (72) festgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Geometrieparameter nur schrittweise veränderbar ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen des Formdatensatzes (76) das Auswählen nur einer Individualkomponente oder mehrerer Individualkomponenten aus einer Gruppe umfassend verschiedene mögliche Individualkomponenten (32,38,44,54) in Abhängigkeit von dem Patienteninformationsdatensatz (72) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollform als Individualkomponente wenigstens eine Defektauffüllung (32) aufweist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Defektauffüllung (32) einen Zylinder (64) oder ein Zylindersegment aufweist, wobei eine Abmessung und/oder eine Anordnung des Zylinders (64) oder des Zylindersegments durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert sind.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an einer von der Hüftpfannenprothese (22) abgewandten Stirnseite (66) des Zylinders (64) oder des Zylindersegments eine Kuppel (68) oder ein Kuppelsegment angeordnet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter umfasst: - eine Breite der Defektauffüllung (32), - eine Länge der Defektauffüllung (32), - einen Drehwinkel zwischen der Defektauffüllung (32) und einer Winkelreferenz (70) um die Rotationsachse (26) der Hüftpfannenprothese (22), und/oder - einen Neigungswinkel zwischen einer Längsachse der Defektauffüllung (32) und einer Ebene, die senkrecht zu der Rotationsachse (26) der Hüftpfannenprothese (22) ausgerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollform als Individualkomponente eine plattenförmige Darmbeinkontaktstruktur (38) umfasst, wobei eine Abmessung und/oder eine Anordnung der Darmbeinkontaktstruktur (38) durch wenigstens einen veränderbaren Geometrieparameter charakterisiert sind.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine veränderbare Geometrieparameter umfasst: - eine Breite der Darmbeinkontaktstruktur (38), - eine Länge der Darmbeinkontaktstruktur (38) und/oder - einen Drehwinkel zwischen der Darmbeinkontaktstruktur (38) und einer Winkelreferenz (70) um die Rotationsachse (26) der Hüftpfannenprothese (22).
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Darmbeinkontaktstruktur (38) mit der Defektauffüllung (32) direkt verbunden ist, und/oder dass die Darmbeinkontaktstruktur (38) mit der Hüftpfannenprothese (22) direkt verbunden ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüftpfannenprothese (22) als Individualkomponente eine gewinkelte Sitzbeinkontaktstruktur (54) und/oder eine gewinkelte Schambeinkontaktstruktur (44) umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Defektauffüllung (32) wenigstens eine Durchgangsöffnung (34), insbesondere wenigstens ein Langloch (34), umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüftpfannenprothese (22) wenigstens eine Durchgangsöffnung (36), insbesondere wenigstens ein Langloch (36A) und/oder wenigstens eine kreisförmige Durchgangsöffnung (36B), umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Referenzinformationsdatensatz (80) bereitgestellt wird, der Informationen zu der Form eines gesunden Hüftbeins (10) umfasst, wobei - das Erzeugen des Formdatensatzes (76) eine anatomische Anpassung eines knochenabgewandten Abschnitts der Defektauffüllung (32) in Abhängigkeit von dem Referenzinformationsdatensatz (80) umfasst, und/oder wobei - das Erzeugen des Formdatensatzes (76) eine anatomische Anpassung einer Krümmung der Darmbeinkontaktstruktur (38) in Abhängigkeit von dem Referenzinformationsdatensatz (80) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das individualisierte Hüftimplantat (20) durch ein additives Fertigungsverfahren gefertigt wird, insbesondere durch selektives Laserschmelzen.
Individualisiertes Hüftimplantat (20), insbesondere gefertigt durch ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: - eine Hüftpfannenprothese (22), und - wenigstens eine Individualkomponente (32,38,44,54), wobei eine Abmessung der Individualkomponente (32,38,44,54) und/oder eine Anordnung der Individualkomponente (32,38,44,54) durch wenigstens einen festgelegten Geometrieparameter definiert sind.