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DE2535649A1 - Keramische kappenprothese - Google Patents

Keramische kappenprothese

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DE2535649A1
DE2535649A1 DE19752535649 DE2535649A DE2535649A1 DE 2535649 A1 DE2535649 A1 DE 2535649A1 DE 19752535649 DE19752535649 DE 19752535649 DE 2535649 A DE2535649 A DE 2535649A DE 2535649 A1 DE2535649 A1 DE 2535649A1
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spherical cap
implant
central opening
pressure plate
bone
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Helmut Locke
Martin Dr Salzer
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Ceramtec GmbH
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Description

Hosenthal Technik AG Seih, den 07.08.75
Re/li
RT .P. I3O6
Keramische Kappenprothese
Die Erfindung hetrifft ein ein- oder mehrteiliges Implantat für eine verbesserte Endoprothese, insbesondere nach der Patentanmeldung P 24 54 181«,9, das in hervorragender Art und Weise den Gegebenheiten des Skeletts nachkommt als auch sofort nach der Operation ohne Verwendung von Knochenzement eine feste Verbindung zwischen Prothese und Knochen eingeht unter Einsatz von verschleiß- und korrosionsfesten als auch toxisch unbedenklichen Werkstoffen. Eine solche kugelförmige Kappenprothese kann einerseits als ein Teil einer Totalprothese - hierfür gehört dann noch eine Hüftgelenkspfanne - eingesetzt werden und andererseits kann die kugelförmige Kappe auch als Teilprothese verwendet werden; dabei wird der Außendurchmesser der Kugel größer gehalten und sie greift dann in die natürliche Hüftgelenkspfanne ein.
Für diese und ähnliche Anwendungsbereiche ist bereits ein künstlicher Gelenkersatz aus gesinterter Oxidkeramik in der DT-OS 2 318 vorgeschlagen worden«, Insbesondere wird ein Gelenkkopf auf einen bearbeiteten Schenkelkopf bzw. einer Gelenkrolle beschrieben, der ebenfalls aus gesinterten hochschmelzenden Metalloxiden bestehenden künstlichen Gelenkpfanne im Eingriff steht. Dieser erfinderische Gedanke bringt in der Praxis aber einige Schwierigkeiten mit sich· Unter den operativen Bedingungen läßt sich der Femurkopf nur schlecht zu einem prismatischen Polygon bearbeiten« Die auftretende große Toleranz läßt dann keinen allzu festen Sitz des Implantates zue Außerdem besteht die Gefahr der Knochenfraktur im Schenkelhalsbereich durch die unspezifische Belastung, da
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Blatt it Selb, den 07.08.75
beim Aufdrehen des Implantats mit dem selbstschneidenden Gewinde erhebliche Drehmomente auftreten.
Aus einem Bericht von F. Betzel: "Kunststoffe in der plastischen Chirurgie der Gelenke" in 'Melsunger medizinisch-pharmazeutische Mitteilungen', Heft 100 (1963), Seite 2478 - 86 geht ferner hervor, daß Endoprothesen durch die Gebr. Judet mit den ersten klinischen Anwendungen im Jahre 1948 eingeführt wurden. Vor allem wird auf Ausführungen in Metall und Kunststoff eingegangen und die Hüftplastik mit Pyrex-Bakalittkappe durch Smith-Peterson erwähnt. Diese Kappenplastiken mußten aber wegen Belastungs- und Bewegungsschmerzen, aufgetretenen Infektionen, Materialschäden und in einigen Fällen auch durch einen degenerativen Schwund des Kopf- und Halsstumpfes beim Knochen frühzeitig entfernt werden· Ein langzeitiger Verbleib einer solchen Kappe auf dem Knochenstumpf ist deshalb auch nicht zu erwarten, da die Kappe locker aufsitzt.
Gemäß dem DT-GM 75 09 026 wird versucht, die geschilderten Nachteile zu beseitigen, indem man diese schwimmende Lagerung der Kappe mit möglichst wenig Knochenzement dicht und fest mit dem Gelenkkopf verbindet« Sie besteht aus Metall mit Oberflächenunebenheiten auf der Innenseite und einen Durchbruch zur Außenseite,
Auch sind bereits kappenförmige Verbundendoprothesen aus Metall und Kunststoff gemäß der schweizerischen Patentschrift 56O 538 und des DT-PS 876 739 bekannt geworden. Der künstliche Gelenkkopf ist kugel- oder pilzförmig ausgebildet, wobei der an der Unterseite aufsitzende Verankerungsschaft einfach gerade bzwo gekrümmt ausgebildet sein kann*
Obwohl diese Implantate eine schonende Behandlung des Knochens erlauben als auch die Durchblutungsverhältnisse bei der Operation nicht allzusehr verschlimmern, haben sich in der Praxis noch
3 -
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nicht durchgesetzt, weil die verwendeten Metall- und Kunststoffwerkstoffe keine lange Lehensdauer der implantierten Endoprothese erwarten lassen» Bei den keramischen Implantaten hat die Erfahrung ferner gezeigt, daß die konstruktiven Maßnahmen noch nicht voll ausgeschöpft sind. Insbesondere beim Gebrauch dieser künstlichen Gelenkersatzteile haben sich verschiedene Nachteile gezeigt, die auf die Ausgestaltung der Hüftgelenkprothese zurückzuführen sind.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein- oder mehrteiliges Implantat für eine verbesserte Endoprothese, das in hervorragender Art und Weise den Gegebenheiten des Skeletts nachkommt als auch sofort nach der Operation ohne Verwendung von Knochenzement eine feste Verbindung zwischen Prothese und Knochen eingeht und unter Einsatz von verschleiß- und korrosionsfesten als auch toxisch unbedenklichen Werkstoffen zu schaffen« Gleichzeitig soll auch eine konstruktive Verbesserung hinsichtlich einer vereinfachten Herstellung des Implantats erzielt werden. Außerdem soll mit dem neuen Implantat eine möglichst minimale Resektion des Knochens erfolgen und einen verkleinerten operativen Eingriff gestatten,,
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zentrale Öffnung der kugelförmigen Kappe kegelförmig ausgebildet ist und auf den kegelförmig bearbeiteten Femurkopf bzwe Schenkelhals paßgenau aufsitzt, wobei die Druckplatte die eingeleiteten Kräfte vom Femurkopf auf den Schenkelhals überträgt.
Die Erfindung besteht auch darin, daß bei der eingangs genannten kugelförmigen Kappenprothese die zentrale Öffnung zirkuläre bzw. sprialförmige Rillen aufweist*
Eine Variation der kugelförmigen Kappe besteht auch darin, daß der Innenkegel der zentralen Öffnung achsiale Vertiefungen zeigt.
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Bei einem weiteren Gedanken der Erfindung weist die Innenoherfläche der kugelförmigen Kappe achsiale Erhebungen auf.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Druckplatte als zusätzliches mechanisches Haltemittel eine Nase besitzt»
Eine vorteilhafte Ausgestaltung dieser Druckplatte besteht auch darin, daß im unteren Teil in Längsrichtung eine Gewindeöffnung vorhanden ist, um eine zusätzliche Befestigung mittels einer Schraube am Knochen vorzunehmen.
Ferner besteht die Erfindung darin, daß für die kugelförmig ausgebildete Kappe als auch für die Druckplatte Oxidkeramik, insbesondere hochreines Aluminiumoxid, verwendet wird«
Im folgenden ist die Erfindung anhand der durch die Zeichnung beispielhaft dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kappenprothese im einzelnen erläutert. In den Abbildungen zeigen:
Fig. 1: einen zentralen Längsschnitt durch den Oberschenkelknochen mit aufgesetzter Prothese,
Fig. 2: zeigt die einzelnen Schnittebenen A-A, B-B und C-C aus der Fig. 1,
Fig« 3 s zeigt die Aufsichten auf die Ausführungsform der Druckplatte mit alternativer Anordnung der Nasen»
Die Erfindung wird ferner unter Bezugnahme der bevorzugten keramischen Aus führungsform näher erläutert:
Vie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, besteht das erfindungsgemäße keramische Implantat aus einer kugelförmigen Kappe I^ mit einer
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Blatt 5 *5 Selb, den 07-08-75
alternativ einsetzbaren Druckplatte _4, die wiederum mit einer Zugschraube 13, am bearbeiteten Oberschenkelknochen l_0 befestigt wird,. Für den Ersatz des beschädigten Oberschenkelknochens 10 -wird die natürliche Kugelform des Femurkopfes i2 mit einer Lochsäge zu einer Zylinderform verändert. Diese Bearbeitung erfolgt in mehreren Stufen, do h. man beginnt mit einer größeren Lochsäge und stellt dabei fest, ob der zylindrische Zapfen zentral zum Schenkelhals liegt und wird gegebenfalls mit einer kleinen Lochsäge korrigiert. Mit einem Spezialwerkzeug wird dann der zylindrische Zapfen zu einem Kegel geformt, wobei der Kegelwinkel zwischen 1:10 bis 1:6 liegt. Anschließend wird mit einer geeigneten Lehre die Höhe des Kegels festgelegt und der überstehende B.and abgeschnitten. TJm den Halt der später aufzusetzenden kugelförmigen Kappe 1 auf dem kegelförmig bearbeiteten Femurkopf 2 noch zu erhöhen, kann man eine Druckplatte 4 im Knochen 10 einsetzen. Der Freiraum für die Druckplatte 4 als auch für die Zugschraube 13 werden mit Bohrer und Meißel erzeugt. Zur Befestigung des Implantats wird zunächst die Druckplatte 4 in den Freiraum gelegt und die Kappe 1 übergeschoben. Dann wird die Kappe 1 gemeinsam mit der Druckplatte 4 auf den kegelförmigen Knochenstumpf aufgepreßt. Das Implantat sitzt nun formschlüssig auf den kegeligen Knochenstumpf auf und kann durch die Druckplatte 4 noch zusätzlich mittels einer chirurgischen Schraube 13 gesichert werden, indem diese in die Gewindeöffnung VL_ eingeführt und festgeschraubt und zusätzlich eine Unterlegplatte IA an der Ausgangsstelle zum Knochen 10 aufgelegt wird.
Aus den Schnitten der Linie A-A und B-B in Fig. 2 sind die zirkulären j> und achsialen 7, Vertiefungen für die dauerhafte Befestigung der Prothese auf den Knochen zu sehen. Beide Formen der möglichen Oberflächenunebenheiten im Innenteil der kugelförmigen Kappe 1 erlauben eine dauerhafte Verankerung des Implantats mit dem Knochen, indem durch diese Vertiefungen bzw« Erhebungen S3 das natürliche
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Knochengewebewachsturn gefördert wird sowie das Anhaften des betreffenden Gewebes, Die Erhebungen 8 dienen gleichzeitig der primären Befestigung des Implantats und sichern es gegen Rotationsbewegungen.
In Fig* 3 sind noch einmal die alternativen Lösungen hinsichtlich der Anordnung der Nasen 9 dargestellt. Der Oberteil der Druckplatt 4 ist kegelstumpfförmig geformt, dagegen der Unterteil mehr ellipsenförmig. Die Rillen 11 sollen die gleiche Wirkung hervorrufen, nämlich eine dauerhafte Verankerung des Implantatteils durch Einwachsen von Knochensubstanz wie bei den Vertiefungen 6 und 7· Die Nase 9 ist so gerichtet, daß die Rückseite der Druckplatte 4 sich formschlüssig an das kreisförmige Profil des Knochenstumpfes anlegt und in eine entsprechende Vertiefung der kugelförmigen Kappe 1 eingreift. Die Nase 9 bewirkt eine Verhinderung des Abziehens der Kappe 1 vom bearbeiteten Femurkopf 2» Die Nase 9 kann auch um (
in ihrer Funktionsweise nichts ändert.
Femurkopf 2» Die Nase 9 kann auch um 90 gedreht werden, was
Um ein reibungs- und verschleißfestes Implantat zu erhalten, wird die kugelförmige Kappe 1 an der Oberfläche poliert.
Die Vorteile der kappenförmigen Ausführungsform des keramischen Implantats bestehen insbesondere darin, daß durch die Verwendung von biokompartiblen Werkstoffen und durch Anwendung einer zementfreien Implantation auch jüngere Patienten mit einer Hüftgelenkprothese langzeitig und dauerhaft versorgt werden können. Durch den Einsatz der keramischen kugelförmigen Kappe, können die operativen Maßnahmen ziemlich klein gehalten werden und durch paßgenaue Bearbeitungen des Knochens ein fester Sitz des Implantats garantiert werden. Ferner ergibt sich durch die kegelförmige Ausbildung zwischen Implantat und Knochen eine Verbesserung des mechanischen Kraftflusses© Es muß auch darauf hingewiesen werden, daß sofort nach dem operativen Eingriff eine Belastung des Im-
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plantats möglich ist, so daß die Verweildauer im Krankenhaus er heblich verkürzt -werden kann. Die formschlüssige Ausbildung des Implantats als auch deren Bearbeitung des Hüftgelenkknochens er gibt eine optimale Preßung, die keine KnochengewebeSchädigungen hervorrufen läßte Gegenüber sämtlichen Stielprothesen wird bei
dieser Kappenprothese nur ein Minimum an Versteifung des Femurs eintreten.
Obwohl im wesentlichen die Verwendung der erfinderischen Kappen prothese für den Humanbereich beschrieben wird, dürfte es aber
einzusehen sein, daß die verbesserten Körper aus Keramik für
Veterinäre Zwecke ebenfalls geeignet ist.
Patentansprüche
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Leerseite

Claims (2)

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    Patentansprüche
    1/ Ein- oder mehrteiliges Implantat für eine verbesserte Endoprothese, insbesondere nach der Patentanmeldung P 24 54 181*9, das in hervorragender Art und Weise den Gegebenheiten des Skeletts nachkommt als auch sofort nach der Operation ohne Verwendung von Knochenzement eine feste Verbindung zwischen Prothese und Knochen eingeht und unter Einsatz von verschleiß- und korrosionsfesten als auch toxisch unbedenklichen Werkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Öffnung (5) der kugelförmigen Kappe (l) kegelförmig ausgebildet ist und auf den kegelförmig bearbeiteten Femurkopf (2) bzw» Schenkelhals (3) paßgenau aufsitzt, wobei die Druckplatte (4) die eingeleiteten Kräfte vom Femurkopf auf den Schenkelhals (3) überträgt.
  2. 2. Kugelförmige Kappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Öffnung (5) zirkuläre bzw. spiralförmige Vertiefungen (6) aufweist.
    3c Kugelförmige Kappe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkegel der zentralen Öffnung (5) achsiale Vertiefungen (7) zeigt.
    4e Kugelförmige Kappe nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der zentralen Öffnung (5) achsiale Erhebungen (β) aufweist*
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    Blatt % Selb, den 07.08.75
    5e Kugelförmige Kappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (4) als zusätzliches mechanisches Haltemittel eine Nase (9) besitzt.
    Druckplatte nach Anspruch 1 und 5> dadurch gekennzeichnet, daß ein solches zusätzliches mechanisches Haltemittel im unteren Teil in Längsrichtung eine Gewindeöffnung (ll) aufveiste
    Ein- oder mehrteiliges Implantat nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die kugelförmig ausgebildete Kappe (l) und die Druckplatte (4) aus Oxidkeramik, insbesondere aus hochreinem Aluminiumoxid, besteht.
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DE2535649A 1975-08-09 1975-08-09 Keramische kugelförmige Hüftgelenk-Kappenprothese für eine zementfreie Implantation Expired DE2535649C3 (de)

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