DE60013429T2

DE60013429T2 - Zementfreier totalersatz des menschlichen hüftgelenks

Info

Publication number: DE60013429T2
Application number: DE2000613429
Authority: DE
Inventors: Marcel Zitnansky; Lubos Rehak; Frantisek Makai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 2000-05-11
Publication date: 2005-01-13
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: PL351493A1; WO2000069371A1; EP1178765B1; CZ299986B6; EP1178765A1; SK284754B6; ATE274876T1; CZ20013747A3; DE60013429D1; SK63599A3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz (THR genannt) als Ersatz für das menschliche Hüftgelenk, welches durch Operation eingesetzt wird.
Stand der Technik
Der Begriff ein künstlicher Ersatz des Hüftgelenks bedeutet meistens ein Implantat aus Metall und teilweise ein nichtmetallisches Implantat. Der Ersatz eines deformierten Hüftgelenks durch ein geeignetes Implantat, welches aus speziellem rostfreien biologisch verträglichem Stahl, Kobalt- oder Titanlegierung und nicht-metallischen Materialien gebildet ist, ist die effektivste Art des Beseitigens von Deformierungen oder Zerstörungen des Hüftgelenks und gleichzeitig ein medizinisch-technisches Problem, welches praktisch seit 1923 bis jetzt aktuell ist und nicht zufriedenstellend durch Prävention gelöst werden konnte (Smith-Peterson, M. V.: Evolution of mold arthroplasty of the hip. J. Bone Joint.Surg. 1949, 30B: 59–75).
Bis jetzt sind mehrere Bauweisen für Implantate als Ersatz von Deformierungen oder Zerstörungen des Hüftgelenks bekannt, aber alle haben, neben einigen Vorteilen, ebenfalls Nachteile. Die bekanntesten THRs sind üblicherweise aus verschiedenen Elementen zusammengesetzt: in der Hüftgelenkpfanne ein metallisches Implantat, Inlay aus Polyethylen oder UHMWPE (ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen), in welches der Kopf des Oberschenkelschafts eingreift, welcher eine konische Form hat, und mit oder ohne Zement in den Oberschenkelknochen implantiert wird. Abhängig von der Entwicklung im Laufe der Zeit wurden verschiedene Materialien zum Bauen von Teilen des THRs verwendet. Heutzutage ist die Entwicklung bei einigen eindeutig definierten Materialien, welche gewünschte Verwendungseigenschaften im Hinblick auf den menschlichen Organismus haben, zum Stillstand gekommen. Diese Materialien sind: chirurgischer rostfreier Stahl, Kobaltlegierung, Titanlegierung, ultrahochmolekulargewichtiges Polyethylen, Korund, Zirkonium-Keramiken, eine Metallschicht, die durch Plasmaspray aufgebracht wird, ein Metallgitter oder Hydroxylapatit, das auf den Oberschenkelbestandteil des Implantats gesprüht wird, und ein inhärenter Teil des Material ist chirurgisches Methylmethacrylat; mit oder ohne Hydroxylapatit, das in der Orthopädie Knochenzement genannt wird. Die genannten Materialien haben wertvolle Eigenschaften mit hochfesten charakteristischen Merkmalen, geringen Ermüdungsgrenzen, Abriebswiederstandsfähigkeit und sind biologisch verträglich.
Die bekannten Lösungen können insgesamt in vier Grundgruppen geteilt werden, die wie folgt beschrieben werden können.
Die erste Gruppe von THR.
Die erste Gruppe kann als zementierte THR beschrieben werden (Carnley J. Low friction arthoplasty of the hip. New York: Springer Verlag, 1970). Das Grundmerkmal von zementierten Systemen ist, dass das THR aus den oben genannten Teilen besteht; wobei die Hüftgelenkpfanne und das Oberschenkelelement (Schaft) anstelle des ursprünglichen, aber nicht mehr funktionierenden Hüftgelenks platziert werden, wo sie mit Knochenzement befestigt werden. Diese beiden Teile werden mit dem Oberschenkelkopf, welcher aus Metall oder Keramik hergestellt ist, verbunden und bilden so ein neues, funktionierendes Hüftgelenk. Aus dem funktionellen Gesichtspunkt betrachtet erfolgt eine Wiederherstellung der ursprünglichen Fähigkeiten des Hüftgelenks, und der Patient kann nach einiger Zeit ohne äußere Hilfsmittel wie beispielsweise Gehstöcken, Krücken oder ähnlichem gehen.
Die zweite Gruppe von THR.
Diese Gruppe ist vertreten durch Systeme, die als zementfreie THR (Lintner F., Zweymüller K., Brand G.: Tissue reaction of surrounding to the cementless Ti-6Al-4V after implantation of 7 years. Arch. Orthop Trauma Surg 1988; 1107; 357–366) beschrieben werden können. Dies sind Systeme mit einer höheren technischen und medizinischen Wirkung. Charakteristisch für dieses System ist seine Bauweise aus wenigstens zwei Teilen, die zusammen das THR bilden und die implantiert werden, wobei das ursprüngliche, aber nicht funktionierende Hüftgelenk ersetzt wird. Die genannten Bestandteile werden ohne Zement implantiert; die Hüftgelenkpfanne aus Metall wird dauerhaft befestigt als "gewindebohrende" Schraube oder mittels üblicherweise drei oder mehreren Schrauben, und der Oberschenkelschaft, welcher optional mit einer Bioschicht besprüht ist, wird in den Oberschenkelknochen implantiert. Die spezielle Bioschicht auf dem Oberschenkelschaft wird beispielsweise erzeugt durch Plasmaspray von Metallen oder Hydroxylapatit, oder durch spezielle Techniken aus anderen Materialien. Diese Implantate gehören zu den Systemen, welche die Funktion des Hüftgelenks total erneuern.
Gegenwärtig ist es möglich, was beide Gruppen von THR einschließt, weltweit bekannte Firmen zu nennen, die THRs herstellen und verkaufen: JOHNSON & JOHNSON (USA), ALLOPRO, eine Firma von SULZER MEDICA (Schweiz), WALDEMAR LINK GmbH & Co (Deutschland), BIOMET LTD und HOWMEDICA LTD (England), BEZNOSKA s.r.o. (Tschechische Republik), PROTETIM (Ungarn), FEHLING-SEFIDAT (Deutschland) und andere.
Die dritte Gruppe von THR.
Diese Gruppe besteht aus individuellen, spezialangefertigten THRs (zementfrei), welche speziell nach Computertomographien der Hüfte und des Oberschenkels des Patienten (Aldingers THR von der Firma FEHLING, individuelle THR HOWMEDICA) gefertigt werden. Diese THRs bilden die Spitze des gegenwärtigen Stands der Technik in technischer und wissenschaftlicher Forschung im Bereich von Implantaten; der Preis für diese THRs ist jedoch sehr hoch.
Die vierte Gruppe von THR.
Diese Gruppe besteht aus Hybrid-THRs, welche 2 – 3 Teile umfassen, wobei der Hüftgelenkpfannenteil meistens durch Schrauben oder Spezialbefestigungen ohne Zement befestigt wird oder presspassend eingesetzt wird, und das Oberschenkelelement zementiert wird (Fehling-Sefidat).
Die THRs aller vier Gruppen können durch unkonventionelle Herstellungstechniken der spanabhebenden Formgebung oder des Präzisionsformguss gebildet werden, oder durch Presstechniken von Metall und Plastik unter Verwendung von Sintertechniken und Spezialtechniken zum Herstellen eines kugelförmigen Kopfes mit Unebenheiten der Oberfläche, die geringer als 3–4 μm sind.
Einige bekannte THRs haben den Nachteil, dass sie keine Sicherheit gegen Drehung in der Querebene oder gegen Hervorragen in senkrechter Richtung bieten. Basierend auf wissenschaftlicher Forschung weist die Anwendung von Zement weiter den Nachteil möglicher thermischer Beschädigungen des lebenden Biomaterials während des Aushärtens auf. Beim Sicherstellen einer homogenen Schicht von Zement um das Implantat in dem Oberschenkelknochen bei herkömmlichen Zementierverfahren treten oft Mängel auf. In Verbindung mit dem Vorbereiten der Schicht aus Hydroxylapatit gibt es Schwierigkeiten bei dem Verbinden dieser Schicht mit der metallischen Oberfläche und beim Erhalten einer homogenen dünnen Schicht über die gesamte funktionale Oberfläche. Der größte Nachteil der Schicht aus Hydroxylapatit ist die Gefahr, dass kleine Partikel von Hydroxylapatit von der Oberfläche des Implantats freigesetzt werden, was zu Abrieb des Teils aus Polyethylen oder Lockern des Oberschenkelschafts in dem Oberschenkelknochen führen kann. Es wurde weiter bewiesen, dass, obwohl Hydroxylapatit gut in den Knochen einwächst, es eine Isolierschicht mit hohem elektrischen und thermischen Widerstand erzeugt, wodurch ein fließender Durchgang von Bioströmen in diesem Teil des menschlichen Skeletts blockiert wird, was subjektive und objektive Schwierigkeiten für den Träger eines solchen Implantats verursacht.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, für die medizinische Praxis ein THR zu offenbaren, das insgesamt oder wenigstens in großen Teilen die erwähnten Nachteile beseitigt.
Offenbarung der Erfindung.
Ein zementfreier Totalersatz des menschlichen Hüftgelenks besteht üblicherweise aus drei oder vier Teilen, aus welchen das Element der Hüftgelenkspfanne mit einem selbstbohrenden Gewinde an seiner Oberfläche gebildet wird, und wird nach Anbringung am Becken befestigt. Das Oberschenkelelement (Keil) mit wenigstens einer Rippe und wenigstens einer Rille wird in dem Oberschenkelknochen befestigt. Beide Teile sind durch einen Kopf mit kugelförmiger Oberfläche verbunden, welcher nicht Gegenstand der Erfindung ist, und optional einem Inlay aus Polyethylen in der Hüftgelenkpfanne, welches ebenfalls nicht Gegenstand der Erfindung ist.
Das Wesentliche der Lösung liegt in der Tatsache, dass das selbstbohrende Gewinde aus wenigstens drei unabhängigen Zähnen besteht, wobei die Außenfläche der Form vorteilhafterweise die Form eines eingeschnittenen kugelförmigen oder ellipsoiden Objekts hat. Das Oberschenkelelement hat in seinem unteren und mittleren Teil eine im wesentlichen lineare Innenseite, und an der Außenseite oder dem Boden ist eine asymmetrische Verjüngung unter dem Winkel γ mit dem Abstand von 20 – 70° im Hinblick auf die Achse des Keils vorhanden, welcher in einer abgerundeten Spitze des Keils endet. In seinem mittleren Teil ist das Oberschenkelelement trapezförmig mit einer breiten oberen Basis, welche fortgesetzt mit dem unteren Teil verbunden ist, welcher eine konvexe Verbreiterung an der Außenfläche aufweist und kontinuierlich quer zu dem Kopf verläuft. Wenigstens auf dem unteren und mittleren Teil der Innenseite des Oberschenkelelements ist wenigstens eine Längsrille vorgesehen, deren Länge und Tiefe wenigstens 0,5 mm beträgt, und wenigstens auf einer Seitenfläche des mittleren und/oder oberen Teils des Oberschenkelelements ist wenigstens eine Rippe vorhanden, welche mit der Achse des Keils einen Winkel β mit dem Abstand von 70 – 110° abgrenzt, dessen Höhe und Breite wenigstens 1 mm ist.
Aus der Sicht des Implantierens des Oberschenkelelements in den Knochen ist es vorteilhaft, wenn wenigstens auf einer Seitenfläche des Oberschenkelelements wenigstens eine Längsrippe vorgesehen ist, die parallel zur Hauptachse des Keils ist.
Vorteilhaft ist weiter, dass wenigstens ein Zahn eine konkave Form der Schneidekante hat, was eine gute Einwirkung in den Beckenknochen mit nur einer minimalen Beschädigung in dem Knochen sicherstellt. Die Knochenpartikel werden während des Schneidens unter der scharfen Kante des Messers und zwischen den Zähnen und Gewindegängen der gewindebohrenden Schraube abgelagert. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn wenigstens ein Zahn eine gekappte Kante hat, was sich im wesentlichen auf die Zähne zu Beginn des selbstbohrenden Gewindes bezieht, was die Möglichkeit des Beschädigens weichen Gewebes und von Blutgefäßen minimiert. Aus der Sicht des Minimierens der Beschädigung von Gewebe ist es noch vorteilhafter, wenn die Kanten der Zähne mit entweder scharfen oder gekappten Kanten abgerundet sind. In diesem Zusammenhang ist es ebenfalls vorteilhaft, wenn die oberen Kanten der Zähne des selbstbohrenden Gewindes der Form (Hüftgelenkpfanne) auf solche Weise geschliffen sind, dass ihre Oberflächen auf einer kugelförmigen oder kugelähnlichen Oberfläche liegen, die in Form und Abmessung der menschlichen Hüftgelenkpfanne entspricht, was im wesentlichen die Gefahr des Schneidens der Zähne durch den Beckenknochen vermindert und auf diese Weise ebenfalls die Gefahr eines späteren Schadens der Blutgefäße und Nerven in der Nähe des Knochens.
Um einen optimalen Befestigungsvorgang der Form (Hüftgelenkpfanne) sicherzustellen, ist die Schicht aus Diamant oder Hydroxylapatit auf wenigstens einem Teil ihrer Außenfläche sehr von Vorteil. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn wenigstens auf dem äußeren Teil des Oberschenkelelements eine Schicht aus Diamant und/oder Hydroxylapatit ist. In beiden oben genannten Fällen ist es am besten, wenn die Diamantschicht in Form einer nanokristallinen Schicht ist. Das Erzeugen einer nanokristallinen Diamant- oder Hydroxylapatitschicht an der Außenfläche der Hüftgelenkpfanne oder dem Oberschenkelelement stellt ein besseres Anwachsen und Einwachsen von Knochen an der Oberfläche sicher, was eine sehr wichtige Eigenschaft für den Bioprozess im menschlichen Körper ist. Vor allen Dingen ist die Schicht aus nanokristallinem Diamant thermisch und elektrisch leitend und hat sehr gute Eigenschaften für den Knocheneinwachs, wobei es aus der physikalischen Sicht in guter Übereinstimmung mit dem Biomaterial ist. Ein weiterer sehr wichtiger Vorteil einer solchen Schicht ist ihre Homogenität innerhalb des ganzen Volumens. Als Folge ihrer chemischen Natur ist sie eine Form von Kohlenstoff in Form von nanokristallinem Diamant, was sehr gute Eigenschaften in Verbindung mit dem Zusammenspiel Implantat – Biomaterial einführt. Ihre Dicke kann von einem Programm geregelt werden und liegt üblicherweise im Bereich von mehreren Nanometern, circa 3 – 5 nm. Eine wichtige Eigenschaft der Schicht ist weiter, dass sie eine starke chemische Verbindung mit der Metalloberfläche des Keils herstellt.
Der Ersatz des menschlichen Hüftgelenks gemäß der offenbarten Lösung hat, neben bereits schon beschriebenen Vorteilen gegenüber Lösungen aus dem Stand der Technik, einen wesentlichen Vorteil in seinen wünschenswerten biomechanischen Eigenschaften für den Patienten, höhere Ermüdungs- und Lockerungswiderstände, wobei das Oberschenkelelement mit individuellen Abmessungen entsprechend den Messungen des oberen Teils des Oberschenkelknochens durch angemessene medizinische Untersuchungen hergestellt werden kann, wobei alle beschriebenen Eigenschaften erhalten bleiben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungsfiguren.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung ist die Lösung in den beigefügten Zeichnungsfiguren dargestellt, welche sind:
1: Eine globale Ansicht auf die Anordnung des Totalersatzes des menschlichen Hüftgelenks.
2: Oberschenkelelement mit einer Querrippe und zwei Längsrippen auf einer Hauptfläche und einer Rille auf der Seitenfläche des Keils.
3: Oberschenkelelement mit einer Querrippe und zwei Längsrippen auf beiden Hauptflächen mit zwei parallelen Rillen auf der Seitenfläche des Keils.
4: Oberschenkelelement mit drei Querrippen und vier Längsrippen auf beiden Hauptflächen und einer Rille auf der Seitenfläche des Keils.
5: Die Form (Hüftgelenkpfanne) mit drei selbstbohrenden Zähnen, die auf dem Gewinde mit einem Abstand von 120° angeordnet sind.
6: Hüftgelenkpfanne mit vier selbstbohrenden Zähnen, die auf dem Gewinde mit einem Abstand von 90° angeordnet sind.
7: Schematische Darstellung von vorteilhaften Formen von selbstbohrenden Zähnen:

a) Zahn mit einer senkrechten Schneidekante und scharfer Spitze
b) Zahn mit einer konkaven Schneidekante und scharfer Spitze
c) Zahn mit konkaver Schneidekante und gekappter Spitze
d) Zahn mit einer geschärften Schneidekante und gekappter Spitze
e) Zahn mit einer geschärften Schneidekante und gekappter und abgerundeter Spitze in Form einer Archimedischen Spirale oder logarithmischen Spirale.

8: Schematische Darstellung der Hüftgelenkpfanne mit mehreren selbstbohrenden Zähnen, die so gebildet sind, dass ihre oberen Kanten halbkugelförmig sind.
Bevorzugte Ausführungsformen
Beispiel 1
Teile eines zementfreien THR, welche sind das Oberschenkelelement 1 und Hüftgelenkpfanne 3 (s. 1), die aus einer Titaniumlegierung Ti-6Al-4V ELI hergestellt sind.
Das Oberschenkelelement 1 besteht aus dem unteren Teil 11, mittleren Teil 12 und oberen Teil 13 des Hauptkörpers in Form eines Keils, welcher in seinem oberen Teil mit einem Konus 14 endet, bemaßt d₁/d₂ × L = 12/14 × 15 mm. Die Achse des Konus 14 bildet mit der Hauptachse des Keils einen Winkel α = 132°, welcher individuell an die Beschaffenheit des Patienten angepasst werden kann. Der Keil ist auf solche Weise gebildet, dass auf einer Hauptfläche eine 3 mm hohe und 2 mm breite Querrippe 6 ist, welche mit der Hauptachse des Keils einen Winkel β = 105°, mit welchem die letztgenannte an dem Oberschenkelknochen befestigt wird, bildet. Auf der Innenseite des Keils, das heißt auf der Seite des Oberschenkelelements 1, welche dem Kopf 2 zugewendet ist, ist auf der Seitenfläche des unteren Teils 11 und mittleren Teils 12 des Oberschenkelelements 1 eine Längsrille 5, die 3,0 mm breit ist. Die Hüftgelenkpfanne 3, deren Form genau in 5 dargestellt ist, weist auf der Fläche des Konus drei Zähne 41, 42 und 43 auf, von denen der erste eine gekappte Spitze (Form gemäß 7e) hat und die zwei weiteren Zähne 42, 43 scharf sind, das heißt keine gekappte Spitze haben (s. 7a) und in einer Spirale mit einem Winkelabstand von 120° gebildet sind und zum Befestigen in dem Becken dienen, auf dem Konus 14 des Oberschenkelelements 1 ist ein Kopf 2, der aus Korund hergestellt ist, welcher sich in die kugelförmigen Ebene der Hüftgelenkpfanne 3 stützt, wodurch eine Gelenkeinheit gebildet wird, welche einen funktionsfähigen Ersatz des menschlichen Hüftgelenks darstellt.
Beispiel 2
Ein Totalersatz des menschlichen Hüftgelenks weist die Hüftgelenkpfanne 3 auf, die aus rostfreiem Stahl gemäß ISO 5832/211 hergestellt ist, wobei ihre Form im wesentlichen die Form wie in Beispiel 1 ist, mit dem Unterschied, dass an ihrer konischen Außenfläche, welche mit einer 2 – 4 nm dicken nanokristallinen Diamantschicht bedeckt ist, zwölf selbstbohrende Zähne in einer Spirale mit einem Winkelabstand von 90° angeordnet sind. Die ersten vier Zähne in der Spirale (in der Richtung von der Oberseite der Hüftgelenkpfanne 3) haben gekappte Spitzen, wobei die Form der Zähne der Ausführungsform in 7c entspricht, das heisst, ihre Schneidekante hat eine konkave Form, aber der 5. – 12. Zahn auf dem Gewinde haben eine gerade Schnittkante und sind scharf, das heißt, haben keine gekappte Spitze (s. 7a). Das Oberschenkelelement 1 (s. 2), welches aus einer Titaniumlegierung der Art Ti-6Al-4V ELI hergestellt ist, weist auf einer Hauptebene eine 3 mm hohe und 3 mm breite Querrippe 6, die mit der Hauptachse des Keils einen Winkel β = 102° bildet, und zwei 2 mm hohe und 4 mm breite Längsrippen 71, 72 auf, die parallel mit der Hauptachse des Keils sind. Auf der Innenseite des Keils ist, in der angrenzenden Ebene auf seinem unteren Teil 11 und mittleren Teil 12 eine 2,0 mm breite Rille vorhanden. Der obere Teil 13 des Keils endet in dem Kopf 2, welcher ein fest eingebauter Bestandteil des Oberschenkelelements 1 ist.
Beispiel 3
Das THR des menschlichen Hüftgelenks weist eine Hüftgelenkpfanne 3 gemäß Beispiel 1, mit dem Unterschied, dass alle drei Zähne 41, 42 und 43 scharf sind (Form gemäß 7a), und das Oberschenkelelement 1 (s. 3) auf, welches aus rostfreiem Stahl gemäß Norm ISO 5832/211 hergestellt ist und Querrippen 6a, 6b aufweist, jeweils 2 mm hoch und 2 mm breit, die auf jeder Hauptfläche gebildet sind, und zwei 3 mm hohe und 4 mm breite Längsrippen 71a, 72a, 71b, 72b, die auf jeder Hauptfläche angefertigt sind, und zwei Rillen 51, 52 auf der Seitenebene in dem unteren Teil 11 und mittleren Teil 12 des Keils, die 1,6 mm breit sind. Der untere Teil 11, mittlere Teil 12 und der obere Teil 13 des Keils sind mit einer 5 – 8 μm Hydroxylapatitschicht bedeckt.
Beispiel 4
Der Totalersatz des menschlichen Hüftgelenks weist die Hüftgelenkpfanne 3 gemäß 5, deren Außenfläche einschließlich der selbstbohrenden Zähne 41, 42 und 43 von einer 3 – 5 μm dicken Schicht aus Hydroxylapatit bedeckt sind und das Oberschenkelelement 1 (s. 4) auf, welches aus rostfreiem Stahl gemäß ISO 5832/211 hergestellt ist. Das Oberschenkelelement 1 weist den Hauptkörper in konischer Form, endend in einem Standard-Konus, auf, dessen Achse mit der Hauptachse des Keils einen Winkel α = 120° bildet. Der Keil weist auf jeder Hauptebene vier 3 mm hohe und 3 mm breite Längsrippen 71a, 72a, 73a, 74a, 71b, 72b, 73b, und 74b und drei 2,5 mm hohe und 1,5 mm breite Querrippen 61a, 62a, 63a, 61b, 62b und 63b auf, welche mit der Hauptachse des Keils einen Winkel β = 100° bilden. Alle Längsrippen 71a, 72a, 73a, 74a, 71b, 72b, 73b, und 74b haben an dem unteren Ende eine Verjüngung mit dem Winkel 45°. Die Querrippen 61a, 62a, 63a, 61b, 62b und 63b sind in konischer Form gebildet mit einer Neigung zur Hauptachse des Keils unter einem Winkel δ = 5 – 8° und haben einen abgestuften trapezförmigen Querschnitt, wobei das Gelenk des längeren Arms mit dem kürzeren Arm des Trapezes aus den Radien r₁ = 1, 5 mm, r₂ = 1, 75 mm und r₃ = 2, 0 mm gebildet ist. Auf der Innenseite des Keils ist auf seiner gesamten Länge eine 2,5 mm breite Rille. Auf dem oberen Teil 13 des Keils befindet sich Einführungsöffnung 8 mit Größen d × L = 5 × 8 mm und die Ausbauöffnung 9 mit einem Querschnitt von 5 mm und Größen 5 × 8 mm. Das Inlay (nicht dargestellt) hat die Form einer Halbkugel mit Hauptgrößen der Radien R₁ = 14 mm und R₂ = 25 mm, welche an ihrem unteren Teil zwei oder mehrere Kolben-Drehzapfen mit Größen d × L = 5 × 1,0 mm aufweist und in die Hüftgelenkpfanne mit einer Überlappung eingesetzt ist.
Beispiel 5
Totalersatz des menschlichen Hüftgelenks gemäß Beispiel 1 mit dem Unterschied, dass die Hüftgelenkpfanne 3 eine Form gemäß 6 hat, das heißt, auf ihrer konischen Oberfläche in einem Winkelabstand von 90° vier Zähne 41, 42, 43 und 44 vorhanden sind, wobei der erste Zahn 41 eine Form gemäß 7e hat und die anderen drei Zähne 42, 43 und 44 eine Form gemäß 7d haben. Davon abgesehen, stützt sich der Kopf 2 im Verbundzustand auf die innere kugelförmige Ebene des nicht dargestellten Inlays (dies ist nicht Teil der Lösung), das aus hochmolekularem Polyethylen hergestellt ist, und nur das letztgenannte sich mit seiner äußeren kugelförmigen Ebene auf die innere Ebene der Hüftgelenkpfanne 3.
Beispiel 6
Totalersatz des menschlichen Hüftgelenks gemäß Beispiel 2 mit dem Unterschied, dass die Hüftgelenkpfanne 3 eine Außenfläche in Form einer Halbkugel (s. 8) hat, an deren Pol eine Öffnung mit einem Gewinde ist. Das selbstbohrende Gewinde besteht aus vierundzwanzig Zähnen, die in einer Spirale angeordnet sind mit einem Aufstieg von 5° in einem Winkelabstand von 90°. Weiter haben alle Zähne gekappte und runde Spitzen und eine Form gemäß 7e, wobei die äußeren Teile der Zähne so gebildet sind, dass sie auf der kugelförmigen Oberfläche liegen. Auf der Fläche der Hüftgelenkpfanne 3 und der Zähne ist eine 4 – 7 μm dicke Hydroxylapatitschicht vorhanden.
Beispiel 7
Totalersatz des menschlichen Hüftgelenks gemäß Beispiel 6 mit dem Unterschied, dass die Hüftgelenkpfanne 3 alles in allem zwölf selbstbohrende Zähne aufweist, die in einer Spirale in drei Gewindegängen mit einem Winkelabstand von 90° angeordnet sind, wobei die Zähne in dem ersten Gewindegang reduzierte Schnittflächen und reduzierte Spitzen haben (s. 7d). Die Zähne in dem zweiten und dritten Gewindegang haben eine konkave Form der Schneidekante und eine Reduzierung in Form eines logarithmischen Gewindes (s. 7e). Auf der Oberfläche der Hüftgelenkpfanne 3 und der Zähne ist eine 3 – 4 nm dicke nanokristalline Diamantschicht gebildet.
Beispiel 8
Totalersatz des menschlichen Hüftgelenks gemäß Beispiel 6 mit dem Unterschied, dass das selbstbohrende Gewinde achtundvierzig Zähne aufweist, welche auf dem großen Gewinde mit einem Aufstieg von 5° in einem Winkelabstand von 30° angeordnet sind.
Industrielle Anwendbarkeit
Die Lösung der Erfindung kann entsprechend ihren Eigenschaften erfolgreich für die Mehrheit aller bis jetzt bekannten Deformierungen, Zerstörungen und traumatischen Verletzungen des Hüftgelenks angewendet werden.

Claims

Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz des menschlichen Hüftgelenks, welche eine Hüftgelenkpfanne (3), an deren Außenfläche ein selbstbohrendes Gewinde vorgesehen ist, einen Kopf (2), ein Oberschenkelelement (1) in der Form eines flachen Keils und optional ein Inlay aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das selbstbohrende Gewinde wenigstens drei unabhängige Zähne (41, 42 und 43) aufweist, dass das Oberschenkelelement (1) eine im wesentlichen lineare Innenseite in seinem unteren (11) und mittleren Teil (12) und eine asymmetrische Verjüngung an der Außenseite seines unteren Teils (11) unter einem Winkel γ gleich 20° bis 70° im Hinblick auf die Achse des Keils, welche in der Spitze des Keils endet, aufweist, dass in dem mittleren Teil (12) das Oberschenkelelement (1) eine trapezförmige Form mit einer breiteren oberen Basis hat, die fortgesetzt mit dem oberen Teil (13) verbunden ist, welcher eine konvex geweitete Außenseite aufweist und in einem Übergangsteil zum Kopf (2) hin endet, wobei wenigstens an dem unteren Teil (11) und an dem mittleren Teil (12) der Innenseite des Oberschenkelelements (1) wenigstens eine Längsrille (5) vorgesehen ist, deren Breite und Tiefe jeweils wenigstens 0,5 mm ist, und auf wenigstens einer Seitenfläche des mittleren Teils (12) und/oder des oberen Teils (13) des Oberschenkelelements (1) wenigstens eine Querrippe (6) vorgesehen ist, die jeweils mindestens eine Höhe und Breite von 1 mm hat, welche einen Winkel β gleich 70° bis 110° mit der Achse des Keils bildet.
Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zahn des selbstbohrenden Gewindes eine konkave Form der Schnittkante hat.
Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Zahn des selbstbohrenden Gewindes eine gekappte und/oder gerundete Spitze hat.
Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens auf einem Teil der Außenfläche der Hüftgelenkpfanne (3) eine Schicht aus Diamant oder Hydroxylapatit vorgesehen ist.
Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz gemäß Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens auf einem Teil der Außenfläche des Oberschenkelelements (1) eine Schicht aus Diamant und/oder Hydroxylapatit vorgesehen ist.
Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz gemäß Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Diamantschicht eine nanokristalline Diamantschicht ist.
Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz gemäß Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens auf einer Seitenfläche des Oberschenkelelements (1) wenigstens eine Längsrippe (7) vorgesehen ist, die mit der Hauptachse des Keils parallel ist.
Prothese für den zementfreien Hüft-Totalersatz gemäß Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die oberen Kanten der Zähne des selbstbohrenden Gewindes der Hüftgelenkpfanne (3) auf einer im wesentlichen kugelförmigen Oberfläche liegen.