DE2314708A1

DE2314708A1 - Kuenstliches hueftgelenk

Info

Publication number: DE2314708A1
Application number: DE19732314708
Authority: DE
Inventors: Joachim Prof Dr Med Eichler
Original assignee: Individual
Current assignee: Protek AG
Priority date: 1973-03-24
Filing date: 1973-03-24
Publication date: 1974-10-03
Also published as: AT336175B; JPS5041379A; ATA239974A; US3918102A; GB1460813A; DE2314708C3; DE2314708B2

Description

Künstliches Hüftgelenk

Die Erfindung bezieht sich auf einen allarthroplastischem Hüftgelenkersatz.

Bei degenerativen Hüftgelenkserkrankungen mit weitgehender Zerstörung des Gelenkes (Koxarthrose) wird seit 194-6 der Hüftkopf durch eine aus Metall bestehende Endoprothese, bestehend aus Hüftkopf, Schenkelhals und einem Metallstiel ersetzt _a

Im Jahre 1961 wurde das "totale" künstliche Hüftgelenk entwickelt. Zum Metall-Oberschenkelteil wird dabei eine halbkugelige Pfanne aus Kunststoff in die vorher erweiterte und mit einigen Hüten zur besseren Verankerung des Knochenzementes versehene knöcherne Pfanne eingesetzt. Diese Befestigung der

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Kunststoffpfanne geschieht mit Knochenzement. Dieses "totale" künstliche Hüftgelenk wurde "in der Folgezeit modifiziert.

Eine Anzahl von Patienten mit degenerativen Hüftgelenksdeformierungen weisen eine primäre oder sekundäre Protrusio acetabu-Ii auf. Bei dieser Sonderform der Koxarthrose wöTbt sich der knöcherne Pfannengrund im Verlauf von Jahren allmählich in das kleine Becken vor und wird zusätzlich langsam abgebaut, d.h. am Ende des pathologischen Vorganges liegt an der Stelle des knöchernen Pfannengrundes nur Weichteilgewebe vor, das keine Iragefunktion mehr ausüben kann. Durch das Tiefertreten des Hüftkopfes in das kleine Becken wird außerdem der Abstand zwischen dem kleinen und großen Rollhügel einerseits und der Beckeneingangsebene andererseits kleiner, so daß zusätzlich eine verminderte bis eingeschränkte Beweglichkeit des Hüftgelenkes folgt.

Die Ursache der primären, meist doppelseitigen Protrusio acetabuli ist unbekannt. Häufig entstehen die einseitigen sekundären Fälle in letzter Zeit durch das sogenannte "Pfannen— schlottern" nach Einsetzen eines künstlichen Hüftgelenkes· Durch noch nicht genau bekannte Ursachen, meistens jedoch durch schleichende Infektionen, kommt es nach Einsetzen eines künstlichen Hüftgelenkes besonders im Gebiet der knöchernen Pfanne zu Knochenresorbtionserscheinungen«, Diese pathologischen Torgänge erzeugen wiederum eine Vorwölbung der knöchernen Restpfanne in das kleine Becken«

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Durch. Operationsbefunde und später durchgeführte röntgenologische und pathologisch-anatomische Untersuchungen konnte der Erfinder erstmals nachweisen, daß bei der Protrusio acetabuli eine erhöhte knöcherne Stabilität am Pfanneneingang vorliegt, bedingt durch eine ringförmige Sklerosiening des Beckens an dieser Stelle_o Von dieser Erkenntnis geht die Erfindung aus.

Die bekannten, zur operativen Behandlung der Protrusio aceta— buli verwendeten künstlichen Hüftgelenke mit halbkugeligen Pfannen können zu einer zentralen Verrenkung des künstlichen Gelenkes in das kleine Becken und zu geringer Beweglichkeit führen, da die Eingangsebene der Kunststoffpfannen tief in der natürlichen Pfanne sitzt und die Resektionsfläche des Schenkelhalses bei Bewegung am natürlichen, knöchernen Beckenein— gang anstößt.

Es wurde schon ein feinmaschiges Drahtnetz für derartige Falle vorgeschlagen. Dieses Netz sollte vor allem verhindern, daß Knochenzement in die Weichteile des kleinen Beckens eindringt. Vor Verankerung der künstlichen Pfanne werden vor dem Einbringen des Knochenzements mit dem Meißel drei Hüten in das knöcherne Becken hinter dem Pfanneneingang eingeschlagen. Dieses Netz sollte vor allen Dingen verhüten, daß über die Nuten Knochenzement in das kleine Becken eindringt. Die Biomechanik der Hüftpfanne dürfte jedoch durch dieses Netz nicht verbessert werden.

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Ein derartiges verbessertes Netz aus körperverträglichem Metall in Form eines Gitters, nach einem anderen Vorschlag, verhindert ebenfalls das Eindringen von Knochenzement in das kleine Becken und verbessert zusätzlich die Verankerung der Pfanne, ohne jedoch einen wesentlichen Einfluß auf die Biomechank des künstlichen Hüftgelenkes auszuüben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der vorerwähnten Operationsverfahren und Implantate zu vermeiden. Von der Erkenntnis des Erfinders ausgehend, daß die Stabilität der Beckenknochen am Eingang der Gelenkpfanne, am Pfannenrand, erhalten oder erhöht ist, besteht die Erfindung darin, diese Stabilität und Festigkeit des vorhandenen Knochengewebes auszunutzen, um die Kunststoffpfanne und damit das gesamte Gelenk abzustützen. Im Zusammenhang damit, sollte der Abstand zwischen der Hüfteingangsebene und der EeSektionsfläche des Schenkelhalses vergrößert werden« Eine Lösung ist nach der Erkenntnis des Erfinders möglich, wenn die künstliche Pfanne in Verrichtung befestigt ist, die in einer anderen Ebene als das bei der Kunststoffpfanne bisher der Fall war am Becken fixiert werden kann.

Nach der Erfindung ist ein künstliches Hüftgelenk, bestehend aus Hüftkopf, Schenkelhals und in den Oberschenkelknochen einzusetzenden Stiel einerseits sowie in die Hüftgelenkpfanne am Becken einzusetzende halbkugelige Pfanne andererseits gekennzeichnet durch ein. Stützlager

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für die halbkugelige Pfanne in Form eines Kugelabschnittes mit einem umgebenden Flansch. Der Innendurchmesser des Kugelabschnittes ist etwas größer, vorzugsweise 1 - 2 m größer als der Außendurchmesser der halbkugeligen Pfanne. Der Kugelabachnitt ist vorzugsweise annähernd oder gleich einer Halbkugel. Der Flansch ist breit, und zwar vorzugsweise 8 - 12 mm breite Der Kugelabschnitt und/oder der Flansch ist mit Durchbrüchen versehen. Die Durchbrüche des Kugelabschnittes können derart ausgebildet sein, daß im Grundriß pfeilförmige Krallen vom Flansch unter Freilassung einer zentralen Öffnung ausgehend in der Fläche des Kugelabschnittes liegen. Die Kugelabschnittfläche zwischen den Krallen kann auch in Form von schmalen Stegen ausgebildet sein, die im Mittelpunkt zusammentreffen_o Die Kugelabschnittfläche kann auch ausschließlich aus einer Anzahl von schmalen Stegen bestehen, die im Mittelpunkt zusammentreffen. Die schmalen Stege können an ihren Bändern mit Wellen oder Haken versehen sein.

Die Fläche des Kugelabschnittes und/oder die Krallen und/oder die schmalen Stege sind mit vorzugsweise in radialer Richtung verlaufenden Sicken versehen. Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind am Flansch acht Krallen angeordnet, deren Spitzen vorzugsweise 20 - 25 mm vom Flansch entfernt enden_o Nach einer anderen, bevorzugten Ausführungsform sind am Flansch drei Stege in gleichen Abständen sternförmig angeordnet, zwischen denen jeweils zwei Krallen ausgebildet sind.

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Zwischen Flansch und Mittelpunkt kann auch ein ringförmiger Steg in der Fläche des Kugelabschnittes ausgebildet sein, der die Zwischenräume zwischen den radialen Stegen oder den Spitzen der Krallen überbrückt.

Das Stützlager nachdsr Erfindung ist aus einem chemisch beständigen und körperverträglichen starken Metallblech, vorzugsweise aus dem gleichen Material wie der Hüftkopf gefertigt. Das Stützlager kann auch aus einem körperverträglichen Kunststoff bestehen und mit der ebenfalls aus Kunststoff bestehenden Hüftgelenkpfanne zusammengefügt oder aus einem Stück bestehen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 Frontansicht eines Hüftskeletts, Fig, 2 perspektivische Darstellung der Einzelteile eines

künstlichen Hüftgelenks nach der Erfindung, Fig . 3 perspektivische Darstellung einer in einem Stützlager eingesetzen halbkugeligen Pfanne,

Figo 4- einsStützlager, teilweise geschnitten, in Seitenansicht,

Fig. 5 ein Stützlager entsprechend der Fig. 4 in Draufsicht, Fig. 6 eine andere Ausführungsform eines Stützlagers in

Seitenansicht,
Fig. 7 ein Stützlager entsprechend der Fig. 6 in Draufsicht,

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" ffig« 8 eine weitere Ausführungsform eines Stützlagers in Seitenansicht,

Fig. 9 eine Draufsicht auf ein Stützlager entsprechend der Pig. 8

Fig.IQ Draufsicht auf einen Ausschnitt aus einem Stützlager zur Darstellung eines Details.

Vorteile der einzelnen Ausführungsformen werden zusammen mit der Beschreibung im einzelnen erläutert.

In Fig. i ist die Frontansicht eines Beckens mit den Hüftgelenken dargestellt. Auf der linken Seite ist ein künstliches Hüftgelenk zu erkennen. Dieses besteht aus einem Oberschenkelteil 1, der mit einem Stift in den Oberschenkelknochen 4 nach Entfernen des oberen Teils dieses Knochens eingesetzt ist. In die Gelenkpfanne des Beckens 5 ist ein Stützlager 3 nach der Erfindung fest eingesetzt, und in diesem ist eine halbkugelige Pfanne 2 gehalten, die den Sitz für den Kugelkopf bildet.

Die nach Entfernen des oberen Teils des Oberschenkelknochens 4- eingesetzte Endoprothese besteht aus einem Metallstiel 6, dem Schenkelhals 7 und dem Hüftkopf 8_O Dieses zusammenhängende Teil ist im allgemeinen einstückig aus einem körperverträgli— chen Metall gefertigt. Der Hüftkopf 8 hat die Form einer Kugel und ist in eine halbkugelige Pfanne 9 eingesetzt, die im allgemeinen aus einem körperverträglichen Kunststoff besteht

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und an ihrer Außenfläche mit verschiedenen Vertiefungen versehen ist, so daß sie mit Knochenzement in der vorbereiteten knöchernen Pfanne des Beckens 5 eingesetzt werden kann. Nach der Erfindung wird entsprechend den Fig. 1 und 2 jedoch zuvor ein Stützlager 3 in diese knöcherne Pfanne des Beckens 5 eingesetzt und mit Knochenzement befestigt und daraufhin erst in dieses Stützlager die halbkugelige Pfanne 9 eingesetzt.

Das Stützlager 3 nach der Erfindung.besteht im wesentlichen aus einem in besonderer Form ausgebildeten Kugelabschnitt 10, der von einem Flansch 11 umgeben ist.

Der Kugelabschnitt 10, der im allgemeinen die Form einer Halbkugel oder annähernd die Form einer Halbkugel hat, ist mit Durchbrechungen versehen, und eine Ausführungsform ist, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, derart ausgebildet, daß von dem ringförmigen Flansch 11 in der Fläche des Kugelabschnittes im Grundriß pfeilförmige Krallen 13 nach innen stehen. Die Durchbrechung der Kugelabschnittsfläche ist oberhalb der Spitzen der Krallen 13 vollständig und unmittelbar oberhalb des Flansches 11 sind die einzelnen, zwischen den Krallen 13 verlaufenden Ausläufer der Durchbrechung verbreitert. Bei einem Innendurchmesser des Kugelabschnitts von etwa 50 cm und einer Flanschbreite von 8 — 12 mm, entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, sind die Krallen 13 von ihrem Fuß am Flansch 11 bis zur Spitze 20 - 25 mm lang.

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Each Vorbereitung der Knochenpfanne im Becken 5 wird das Stützlager 3 mit Knochenzement derart in die Pfanne eingesetzt, daß sich der ringförmige Plansch 11 gegen das den Pfanneneingang am Becken umgebende Knochengewebe allseits fest anlegt, gegebenenfalls unter Zwischenlagerung von Knochenzement· Auch zumindest einige Teile des Kugelabschnitts des Stützlagers 3 legen sich, unter Zwischenlagerung von Knochenzement, gegen tragendes Knochengewebe in der Pfanne des Beckens an. Hach dem Einsetzen dieses Stützlagers wird die Kunst stoff schale 9 des künstlichen Hüftgelenks in das Stützlager eingesetzt und kann innerhalb des Stützlagers einge-

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stellt werden unter Berücksichtigung von Neigung der sogenannten Antiatorsion, d.h_o der Achseneinstellung in Saggital— und Frontalebene, so daß der in die halbkugelige Pfanne 9 eingesetzte Hüftkopf 8 annähernd genau denselben Schwenkmittelpunkt einnimmt, den der natürliche Hüftkopf einnahm. Die halbkugelige Pfanne 9 wird in der ihr gegebenen aufgerichteten Lage im Stützlager ebenfalls durch Knochenzement fixiert.

Insbesondere aus der Pig. 1 ist zu erkennen, daß mit einem Stützlager 3 nach der Erfindung verhindert wird, daß sich sogleich oder im Laufe der Zeit der Hüftkopf mit der halbkugeligen Pfanne nach und nach tiefer in dem Beckenknochen eindrückt, und damit nicht nur den Schwenkpunkt des Hüftgelenks verlagert, sondern es werden insbesondere die Druckverhältnis— se bei künstlichen Hüftgelenken verbessert und gleichzeitig

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eine hervorragende Verankerung der künstlichen Hüftgelenks— pfanne ermöglicht_o Durch das Stützlager 3 ist zusätzlich eine Steigerung der Beweglichkeit künstlicher Hüftgelenke gegeben. Es wird weiterhin verhindert, daß der Abstand zwischen dem kleinen und großen Rollhügel einerseits und der Beckeneingangs— ebene andererseits kleiner wird} es kann keine verminderte oder eingeschränkte Beweglichkeit des Hüftgelenkes mehr auftreten. Durch das Stützlager nach der Erfindung wird zwangsläufig der Abstand zwischen Eingangsebene der künstlichen Huft— pfanne und Resektionsflache am Schenkelhals vergrößert.

In den Fig. 4 und 5 ist ein weiteres und besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Stützlagers nach der Erfindung dargestellt. Der Flansch 11 ist mit Durchbrechungen 14 in Form von gebohrten oder gestanzten Löchern versehen. Die von dem Flansch 11 umgebene Kugelabschnitt^läche mit Durchbrechungen besteht aus Erallen 13 in der bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Form sowie aus drei Stegen 15, die radial verlaufen und sich im Mittelpunkt treffen. Zwischen zwei Stegen sind jeweils zwei Krallen 13 angeordnet. Die Stege sind in radialer Sichtung mit Sicken 16 versehen,. Diese Sicken dienen einerseits zur Versteifung der Stege und andererseits zur zusätzlichen Halterung der halbkugeligen Pfanne 9« Sie bewirken auch eine zusätzliche und vorteilhafte Verankerung in dem umgebenen Knochenzement.

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Allgemein ist darauf hinzuweisen, daß vorteilhaft der Innendurchmesser des Kugelabschnitts 10 des Stützlagers 3 um ein bis zwei Millimeter größer ist als der Außendurchmesser der halbkugeligen Pfanne 9? so daß zwischen den Flächenteilen des Kugelabschnitts in Form von Krallen 13 oder Stegen 15 noch genügend Raum für das Eindrücken von Knochenzement vorhanden ist.

Eine weitere Ausführungsform eines Stützlagers weist nach den Figuren 6 und 7 lediglich Stege 15 auf, die radial angeordnet sind und sternförmig im Mittelpunkt zusammenlaufen. Diese Stege können ebenfalls mit radialen Sicken 16 versehen sein. Nach einer Weiterbildung dieser Ausführungsform entsprechend den Fig. 8 und 9 sind die Stege 15 in halber Höhe durch einen ringförmigen Steg 17 versehen, der den gleichen Mittelpunkt hat wie der Mittelpunkt des Stützlagers_o Auch dieser ringförmige Steg 17 kann mit einer Sicke versehen sein, und es können nach einer weiteren Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels die inneren Teile der radialen Stege 15 > die zwischen dem Ring 17 und dem Mittelpunkt liegen, fortgelassen sein. Entsprechend der Fig. 10 können die Stege 15 an ihren Kanten mit Wellen oder Haken versehen sein, die eine zusätzliche Verbesserung der Verankerung im Knochenzement bewirken«,

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, die besonders bevorzugt und vorteilhaft ist, besteht das Stützlager 3 aus einem körperverträglichen Kunststoff

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und ist mit der halbkugeligen Pfanne 9 zusammengefügt oder aus einem Stück bestehend, so daß beispielsweise die Darstellung entsprechend der ELg. 3 ein einziges, zusammenhängendes, aus gleichem Material bestehendes Teil darstellt.

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Claims

Patentansprüche

Künstliches Hüftgelenk, bestehend aus Hüftkopf, Schenkelhals und in den Oberschenkelknochen einzusetzendem Stiel einerseits sowie in die Hüftgelenkpfanne am Becken einzusetzende halbkugelige Pfanne andererseits, gekennzeichnet durch ein Stützlager (3) für die halbkugelige Pfanne (9) in Form eines Kugelabschnittes (10) mit einem umgebenden Flansch (11).

2·) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser des Kugelabschnittes (10) etwas größer, vorzugsweise 1—2 mm größer ist als der Außendurchmesser der halbkugeligen Pfanne (9)·

3·) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelabschnitt annähernd oder gleich einer Halbkugel ist.

4.) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (11) breit, vorzugsweise 8-12 mm breit ist.

Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelabschnitt (10) und/oder

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der Flansch (11) mit Durchbrüchen versehen sind.

6.) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche des Kugelabschnittes derart ausgebildet sind, daß im Grundriß pfeilförmige Krallen (13) vom Flansch (11) unter Freilassung einer zentralen Öffnung ausgehend, in der Fläche des Kugelabschnittes (1O) liegen,,

7.) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 5 iukL 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelabschnittsfläche (10) zwischen den Krallen (I3) in Form von schmalen Stegen (15) ausgebildet ist, die im Mittelpunkt zusammentreffen.

80) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 5_} dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelabschnittsfläche (10) ausschließlich aus einer Anzahl von schmalen Stegen (15) besteht, die im Mittelpunkt zusammentreffen.

9·) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die schmalen Stege (15) an ihren Rändern mit Wellen oder Haken (18) versehen sind.

10.) Künstliches Hüftgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche des Kugelabschnittes (10) -und/oder die Krallen (13) und/oder die schmalen Stege (15) mit vorzugsweise in radialer

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Richtung verlaufenden Sicken (16) versehen sind.

11.) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Flansch (11) acht Krallen angeordnet sind, deren Spitzen vorzugsweise 20 - 25 mm vom Flansch entfernt enden.

12.) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 6 und 7» dadurch gekennzeichnet, daß an Flansch (11) drei Stege (15) in gleichen Abständen sternförmig angeordnet sind, zwischen denen jeweils swei Krallen (13) ausgebildet sind.

13.) Künstliches Hüftgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Flansch (11) und Mittelpunkt ein ringförmiger Steg (17) in der Fläche des Kugelabschnittes (10) ausgebildet ist.

14.) Künstliches Hüftgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, insbesondere Anspruch 5? dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder der Durchbrüche des Kugelabschnittes und/ oder Flansches ganz oder teilweise nach außen gebogen sind.

15.) Künstliches Hüftgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützlager (3) aus einem chemisch beständigen und körperverträglichen starken Metallblech, vorzugsweise aus den gleichen Material wie der Hüftkopf (1) besteht.

16.) Künstliches Hüftgelenk nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützlager (3) aus einem körperverträglichen Kunststoff besteht und mit der ebenfalls aus Kunststoff bestehenden halbkugeligen

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Pfanne (9) zusammengefügt ist oder damit aus einem Stück "besteht.

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