DE102004008137A1 - Femur- oder Humeruskomponente einer Kugelgelenks-Endoprothese mit Dämpfungselement - Google Patents

Femur- oder Humeruskomponente einer Kugelgelenks-Endoprothese mit Dämpfungselement Download PDF

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Abstract

Eine Femur- oder Humeruskomponente (1) für eine Hüft- oder Schultergelenksprothese umfaßt einen in einer Markhöhle eines Femur- oder Humerusknochens verankerbaren Schaft (2) und eine daran ausgebildete Halspartie (3) mit einem Hüft- oder Schulterschaftkonus (4) zur Aufnahme eines Gelenkkopfsystems (5). Zwischen dem Hüft- oder Schulterschaftkonus (4) und einer Innenwandung (10) des Gelenkkopfsystems (5) ist ein Dämpfungselement (6) angeordnet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Femur- oder Humeruskomponente für eine Hüft- oder Schultergelenksprothese zur prothetischen Versorgung des menschlichen oder tierischen Hüft- oder Schultergelenks.
  • Beispielsweise ist aus der DE 101 56 610 A1 eine Gelenkkugel für eine Hüftgelenks-Endoprothese bekannt. Diese weist einen innenliegenden metallischen Armierungskörper auf, auf welchem eine Beschichtung als Gleitpartner für ihr Gegenstück im Gelenk ausgebildet ist. In dem metallischen Armierungskörper ist eine konische Klemmhülse zur Aufnahme eines Hüftschaftkonus angeordnet.
  • Nachteilig an der aus der DE 101 56 610 A1 bekannten Gelenkkugel ist insbesondere, daß die Klemmhülse lediglich der Fixierung des Hüftschaftkonus dient und Abweichungen des Hüftschaftkonus von der optimalen Form durch Beschädigungen oder Verunreinigungen der Oberfläche nicht ausgeglichen werden können.
  • Weiterhin ist aus der DE 37 31 421 A1 eine Femur-Hüftgelenks-Endoprothese bekannt, welche mit einem vom Gelenkkopf konisch auslaufenden Schaft versehen ist, welcher durch eine Verdrehfixierung im Markraum des Femurknochens nur eine bestimmte Lage einnehmen kann. Dabei sind der Gelenkkopf und der Schaft voneinander getrennt, wobei der Schaft mit einem oberen Konus selbsthemmend in eine Konusausnehmung des Gelenkkopfes eingreift und dieser Eingriff zusätzlich formschlüssig erfolgt.
  • Nachteilig an der aus der DE 37 31 421 A1 bekannten Verdrehfixierung ist dabei, daß diese nicht zwischen Gelenkkugel und Hüftschaftkonus erfolgt, sondern zwischen Gelenkkugel und Schaft. Die Gelenkkugel ist somit immer noch auf dem Hüftschaftkonus verdrehbar, auch wenn sich der Schaft nicht mehr gegenüber dem Hüftschaftkonus verdrehen kann.
    •
  • Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Hüft- oder Schultergelenks-Endoprothese zu schaffen, die die Möglichkeit zum Ausgleich von Beschädigungen und Verunreinigungen des Hüft- oder Schulterschaftkonus bietet.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, ein Dämpfungselement zwischen einer Innenwandung der Gelenkkugel und dem Hüft- oder Schulterschaftkonus anzuordnen, welches so ausgeformt ist, daß es einerseits eine sichere Fixierung mit Schutz vor Verdrehen und andererseits den Ausgleich von Verformungen des Hüft- oder Schulterschaftkonus und die Dämpfung von Stößen ermöglicht.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Von Vorteil ist, daß das Dämpfungselement ein- oder mehrteilig ausgeführt sein kann.
  • Vorteilhafterweise ist das Dämpfungselement zweiteilig ausgebildet und weist eine Hülse, welche auf den Hüft- oder Schulterschaftkonus aufgesteckt ist, und eine Dämpfungsscheibe, welche den Hüft- oder Schulterschaftkonus stirnseitig abschließt, auf.
  • Weiterhin ist von Vorteil, daß das Dämpfungselement aus einem Polymer wie beispielsweise Polyetheretherketon oder Polyethylen oder einem beliebigen biokompatiblen Verbundwerkstoff herstellbar ist, welcher eine pseudoelastische Verbindung zwischen den Prothesenkomponenten ermöglicht.
  • Vorteilhafterweise weist die Hülse eine oder mehrere Vertiefungen auf, welche mit einer entsprechenden Anzahl von Vorsprüngen an der Innenwandung der Gelenkkugel in Formschluß steht und dadurch eine Sicherung gegen Herausspringen und Verdrehen ermöglicht.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand teilweise schematischer Darstellungen in der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
  • 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgestalteten Femurkomponente einer Hüftgelenks-Endoprothese und
  • 2 eine vergrößerte Ansicht des in 1 mit II bezeichneten Ausschnitts aus der erfindungsgemäß ausgestalteten Femurkomponente.
  • 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ansicht einer Femurkomponente 1 für eine Hüftgelenks-Endoprothese. Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Hüftgelenks-Endoprothese wird auch als totale Hüftgelenks-Endoprothese bezeichnet, da sowohl der femurale als auch der beckenseitige Gelenkanteil ersetzt wird. Die Femurkomponente 1 weist einen Schaft 2 auf, welcher in der Markhöhle eines Femurknochens je nach Bauform der Femurkomponente 1 einzementiert oder zementfrei verankert wird. An dem Schaft 2 ist eine Halspartie 3 ausgebildet, an deren Ende ein Hüftschaftkonus 4 zur Aufnahme eines Gelenkkopfes 5 ausgebildet ist.
  • Die im folgenden näher beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen sind unabhängig von der Form des Schaftes 2 sowie in der Kombination mit einer nicht weiter dargestellten Gelenkpfanne oder mit einem direkt in der Gelenkpfanne artikulierenden Prothesenkopfsystem zu sehen. Die Form der Gelenkpfanne ist beliebig. Auch die Form der Halspartie 3 ist frei wählbar.
  • Die Verwendung von Gelenkkopfsystemen 5 aus Keramik hat sich dank der guten tribologischen Eigenschaften in der Hüftendoprothetik durchgesetzt. Sie birgt jedoch das Risiko von Brüchen des Gelenkkopfsystems 5 bei hoher dynamischer Beanspruchung der Hüfte, insbesondere bei Stößen. Falls der Hüftschaftkonus 4 vor dem Aufsetzten eines Gelenkkopfsystems 5 aus Keramik nicht frei von Partikeln (Knochenreste, Blut, Fett, Weichteilen etc.) ist oder die Oberfläche des Hüftschaftkonus 4 nicht oder nicht mehr den Vorgaben entspricht, können im Gelenkkopfsystem 5 unerwünschte Zugspannungen auftreten und lokal zu Spannungsspitzen führen, die zum Bruch des Gelenkkopfes 5 führen können.
  • Bei der Revision des entsprechenden Gelenkkopfsystems 5, bei welcher der Schaft 2 oftmals in situ verbleiben kann, kann die Wahl meist nicht wieder auf ein Gelenkkopfsystem 5 aus Keramik fallen, da der Hüftschaftkonus 4 durch das Entfernen des Gelenkkopfsystems 5 beschädigt wurde und eine von der Ursprungsgeometie abweichende Konusgeometrie aufweist, was zu oben genannten Problemen analog zu den Verunreinigungen führen kann.
  • Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, wie in 2, die den in 1 mit II bezeichneten Ausschnitt vergrößert dargestellt, in dem keramischen Gelenkkopfsystem 5 ein Dämpfungselement 6 einzusetzen, das die Fehlertoleranz vergrößert und das Risiko eines Bruchs des Gelenkkopfsystems 5 reduziert. Ferner kann das Dämpfungselement der Verdrehfixierung dienen. Das Dämpfungselement 6 ist bevorzugt zweiteilig ausgebildet. Ein erstes Element ist in Form einer konischen Hülse 7 ausgebildet, die auf den Hüftschaftkonus 4 aufgesteckt und formschlüssig an diesem fixiert ist. Die Hülse 7 liegt an einer Innenwandung 8 des keramischen Gelenkkopfsystems 5 an.
  • Die konische Hülse 7 dient dabei einerseits zur Dämpfung, andererseits kann sie durch eine entsprechende Formgebung auch als Verdrehsicherung und Schnappfixierung für die Verbindung zwischen dem Gelenkkopfsystem 5 und dem Hüftschaftkonus 4 dienen. Die Hülse 7 weist zu diesem Zweck eine oder mehrere Vertiefungen 11 auf, welche mit einer entsprechenden Anzahl von an der Innenwandung 8 des Gelenkkopfsystems 5 ausgebildeten Vorsprüngen 12 in Formschluß stehen und dadurch sowohl das Verdrehen des Hüftschaftkonus 4 gegenüber des Gelenkkopfsystems 5 als auch das Herausrutschen des Hüftschaftkonus 4 aus dem Gelenkkopfsystem 5 verhindern. Im Querschnitt kann die Hülse 7 dadurch eine mehr oder weniger wellige Außenkontur aufweisen.
  • Die Verdrehsicherung kann auch durch die umgekehrte Ausbildung der Vorsprünge 12 und Vertiefungen 11 erzielt werden, indem die Vorsprünge 12 an der Hülse 7 und die Vertiefungen 11 an der Innenwandung 8 des Gelenkkopfsystems 5 ausgebildet sind.
  • Proximal einer Stirnfläche 13 des Hüftschaftkonus 4 ist zudem bevorzugt ein weiteres Element in Form einer Dämpfungsscheibe 9 in einer Ausnehmung 10 des Gelenkkopfes 5 vorgesehen, um Sicherheit gegen mögliches Fließen des Dämpfungswerkstoffes der Hülse 7 zu bieten und dadurch eine Migration des Hüftschaftkonus 4 nach kranial, d. h. in das Gelenkkopfsystem 5 hinein, zu verhindern. Bei eventueller Migration des Hüftschaftkonus 4 in das Gelenkkopfsystem 5 hinein kommt die Stirnfläche 13 des Hüftschaftkonus 4 an der Dämpfungsscheibe 9 zu liegen, wodurch eine weitere Migration verhindert wird. Die Dämpfungsscheibe 9 füllt dabei die Ausnehmung 10 nicht vollständig aus, sondern ist nur lose eingelegt, um eine möglichst große Toleranz gegenüber Bewegungen des Hüftschaftkonus 4 zu gewährleisten.
  • Die Hülse 7 und die Dämpfungsscheibe 9 bestehen dabei vorzugsweise aus einem biokompatiblen Material mit niedrigerer Steifigkeit und höherer Bruchzähigkeit als die Keramik des Gelenkkopfsystems 5, insbesondere aus einem Polymer wie Polyetheretherketon (PEEK) oder Polyethylen (PE) oder einem beliebigen biokompatiblem Verbundwerkstoff, der eine pseudoelastische Verbindung zwischen den Prothesenkomponenten ermöglich.
  • Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und auch für andere Formen von Femurkomponenten 1 anwendbar.
  • Insbesondere sind bei entsprechender Gestaltung des Dämpfungselements 6 die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen auch auf eine Schultergelenksendoprothese anwendbar.
    •

Claims (12)

  1. Femur- oder Humeruskomponente (1) für eine Hüft- oder Schultergelenks-Endoprothese, mit einem in einer Markhöhle eines Femur- oder Humerusknochens verankerbaren Schaft (2) und einer daran ausgebildeten Halspartie (3) mit einem Hüft- oder Schulterschaftkonus (4) zur Aufnahme eines Gelenkkopfsystems (5), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hüft- oder Schulterschaftkonus (4) und einer Innenwandung (10) des Gelenkkopfsystems (5) ein Dämpfungselement (6) angeordnet ist.
  2. Femurkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (6) ein- oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet ist.
  3. Femurkomponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Element in Form einer konischen Hülse (7) ausgebildet ist.
  4. Femurkomponente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Hülse (7) auf dem Hüft- oder Schulterschaftkonus (4) aufgesteckt und formschlüssig an diesem fixiert ist.
  5. Femurkomponente nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) zumindest eine Vertiefung (11) aufweist.
  6. Femurkomponente nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Vertiefung (11) der Hülse (7) in Formschluß mit zumindest einem an der Innenwandung (8) des Gelenkkopfes (5) ausgebildeten Vorsprung (12) steht.
  7. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Element in Form einer Dämpfungsscheibe (9) ausgebildet ist.
  8. Femurkomponente nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsscheibe (9) in einer Ausnehmung (10) des Gelenkkopfes (5) angeordnet ist.
  9. Femurkomponente nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsscheibe (9) locker in die Ausnehmung (10) eingelegt ist.
  10. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsscheibe (9) proximal gegenüber einer Stirnfläche (13) des Hüft- oder Schulterschaftkonus (4) angeordnet ist.
  11. Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungselement (6) aus einem Polymer oder einem pseudoelastischen biokompatiblen Verbundwerkstoff besteht.
  12. Femurkomponente nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymer insbesondere Polyetheretherketon oder Polyethylen ist.
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