DE10332079B4

DE10332079B4 - Schenkelhalsendoprothese für ein künstliches Hüftgelenk

Info

Publication number: DE10332079B4
Application number: DE10332079A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. Grundei
Original assignee: Eska Implants GmbH and Co KG
Current assignee: ORTHODYNAMICS GMBH, DE
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2023-07-09
Also published as: DE10332079A1

Abstract

Schenkelhalsendoprothese für ein künstliches Hüftgelenk, aufweisend
eine zementlos im oberen Bereich eines Femurs (40) unterhalb des Trochanter majors (18) implantierbare Hülse (1), mit deren proximalem Ende (8) ein Adapter (2) zur Aufnahme einer künstlichen Gelenkkugel (20) verbindbar ist, wobei die Hülsenaußenseite zumindest teilweise mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur (9) belegt ist,
gekennzeichnet durch
eine in die Hülse (1) eingebrachte, im wesentlichen parallel zu ihrer Längsachse verlaufende Durchbohrung (10), die zumindest proximal als Gewindebohrung ausgebildet ist, durch welche ein stabförmiges Arretierungselement (12) setzbar ist, das proximal mit der Gewindebohrung verschraubbar ist und von einer solchen Länge ist, dass es aus dem Hülsenende (11) austritt, um mit seinem Ende (14) in einem Widerlager (13) in der Kortikalis des Femurs zu liegen zu kommen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schenkelhalsendoprothese für ein künstliches Hüftgelenk gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.
Schenkelhalsendoprothesen für ein künstliches Hüftgelenk sind bekannt beispielsweise aus der DE 196 01 340 C1 oder DE 197 20 493 C1 .
Beiden Schenkelhalsendoprothesen der vorerwähnten Druckschriften liegt eine andere Philosophie zugrunde. Beiden gemeinsam ist zunächst, dass sie eine zementlose, im oberen Bereich eines Femurs unterhalb des Trochanter majors implantierbare Hülse aufweisen, mit deren proximalem Ende ein Adapter zur Aufnahme einer künstlichen Gelenkkugel verbindbar ist, wobei die Hülsenaußenseite zumindest teilweise mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur belegt ist.
Bei der Endoprothese gemäß der erstgenannten Druckschrift ist eine Zugplatte vorgesehen, an der eine Zugschraube anschlagbar ist, die durch eine Durchbohrung im distalen Ende der Hülse in deren Inneres setzbar und mit einem dort vorgesehenen Gewinde verschraubbar ist.
Die Zugschraube durchsetzt also die Kortikalis des Femurs in diesem Falle durch eine Durchbrechung. Durch die Verschraubung der Zugplatte mit der Hülse und durch die Schwächung der Kortikalis durch die Durchbohrung wird die Kortikalis erheblich unter Druck gesetzt, was Probleme hinsichtlich des Abbrechens des Trochanter majors zur Folge haben könnte.
Um das Durchbrechen der Kortikalis zu vermeiden, ist gemäß der zweitgenannten Druckschrift vorgesehen, dass die Hülse ein nach caudal gebogenes, als Stielende ausgebildetes Hülsenende aufweist, welches zumindest teilweise mit einer offenmaschigen dreidimensiona len Raumnetzstruktur belegt ist. Hier bleibt die Kortikalis des Femurs unversehrt. Das Implantat wird also „freifliegend" in den Schenkelhals eingebracht, wo es aufgrund des Einwachsens von Knochentrapekeln in die dreidimensionale Raumnetzstruktur langzeitfixiert wird.
Bei diesem Implantat kann es problematisch sein, dass die Patienten das Hüftgelenk nach kurzer Zeit nach der Operation bereits belasten, was dem Einwachsen der Knochentrapekel aufgrund der dann erfolgenden Mikrobewegungen entgegensteht. Mit anderen Worten kann es in einzelnen Fällen dazu kommen, dass anstelle von Knochentrapekeln sich Bindegewebe in die Raumnetzstruktur verwächst. Der Halt des Implantates ist in diesem Fall nicht immer gewährleistet.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine gattungsgemäße Schenkelhalsendoprothese so weiterzubilden, dass ein Einwachsen des Implantates nicht durch Mikrobewegungen gestört wird, wobei die Kortikalis des Femurs nicht soweit geschwächt werden soll, dass die Gefahr eines Abbruches des Trochanter majors besteht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Schenkelhalsendoprothese mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Demnach weist die Endoprothese erfindungsgemäß eine in die Hülse eingebrachte, im wesentlichen parallel zur ihrer Längsachse verlaufende Durchbohrung auf, die zumindest proximal als Gewindebohrung ausgebildet ist, durch welche ein stabförmiges Arretierungselement setzbar ist, das proximal mit der Gewindebohrung verschraubbar ist und von einer solchen Länge ist, dass es aus dem Hülsenende austritt. Dies ermöglicht es, dass das Arretierungselement mit seinem freien Ende in ein Widerlager in der Kortikalis des Femurs greifen kann. Zur Erhöhung der Primärstabilität des Implantates in dem Schenkelhals greift das erwähnte Arretierungselement in das erwähnte Widerlager in der Kortikalis und hilft so, die Mikrobewegungen zu vermeiden, die ansonsten die in die Raumnetzstruktur einwachsenden Knochentrapekel abscheren könnten. Das Widerlager in der Kortikalis des Femurs kann eine Kerbe oder eine kleine Durchbohrung sein und muss vom Operateur angebracht werden mittels eines speziellen Werkzeuges wie beispielsweise eines Körners oder Bohrers oder aber das Ende des Arretierungselementes ist speziell ausgebildet, wie nachstehend erläutert wird.

In Abhängigkeit von der gewählten Form des Widerlagers entweder als Kerbe oder als kleine Durchbohrung ist das distale Ende des Arretierungselementes ausgebildet. Im Falle der Ausbildung des Widerlagers als eine Kerbe kann das Ende des Arretierungselementes ballig ausgebildet sein. Denkbar wäre auch die spitze Ausbildung des Endes.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Ende des Arretierungselementes mit einer selbstschneidenden Spitze ausgebildet. In diesem Falle kann die Kerbe von dem Arretierungselement selbst erzeugt werden, indem der Operateur das Arretierungselement entsprechend seinen Vorgaben in die Hülse eindreht. Bei der Ausbildung des Widerlagers als Durchbohrung kommt besonders bevorzugt die Ausführungsform zum Einsatz, bei welcher das Ende des Arretierungselementes ballig ausgebildet ist.

Die Raumnetzstruktur auf der Hülsenaußenseite muss nicht von homogener Maschigkeit sein. Vielmehr wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass die Raumnetzstruktur auf den nach caudal und nach kranial (also nach oben und nach unten) weisenden Hülsenaußenseiten grobmaschig mit Maschenweiten zwischen 2 bis 4 mm ausgebildet ist. Dies entspricht den Hauptbelastungsrichtungen der Hülse in dem natürlichen Spongiosabett im Femur und den Trajektorien des Spongiosagewebes des natürlichen Implantat-Lagers im Femur. Als eine weitere anatomische Adaption ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Raumnetzstruktur in Richtung ventral und dorsal auf der Hülsenaußenseite feinmaschig mit Maschenweiten zwischen 1 bis 2,5 mm ausgebildet ist.

In einer besonders bevorzugten Ausbildung ist vorgesehen, dass der Adapter für die Gelenkkugel im wesentlichen als Doppelsteckkonus ausgebildet ist mit einem an den beiden Konusbasen umlaufenden Flansch, wobei im proximalen Bereich der Hülse eine dem einen Steckkonus entsprechend ausgebildete konische Klemmhülse vorgesehen ist. Zwischen dem einen Steckkonus und der Klemmhülse in der Hülse kann also eine konische Klemmverbindung nach bekannten Prinzipien hergestellt werden, wohingegen der andere Steckkonus mit einer Klemmhülse in einem künstlichen Gelenkkopf zusammenarbeitet.

Zu bemerken ist hierbei folgendes: Der an den beiden Konusbasen umlaufende Flansch dient nicht der Anlage auf der Resektionsfläche, wie dies beispielsweise bei der proximalen Druckscheibe gemäß der DE 27 24 234 C2 der Fall ist. Idealerweise befindet sich zwischen der Resektionsfläche und der dieser zugewandten Seite des Flansches nach Herstellung der konischen Klemmverbindung zur implantierbaren Hülse ein Spalt von etwa 1 mm Breite. Dieser wird nach der Implantation im Laufe der Zeit von Knochentrapekeln durchwachsen werden, wenn der Flansch auf seine nach außen weisenden Flächen mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur belegt ist. Diese Arretierung dient lediglich der Festlegung des Adapters, nicht der Krafteinleitung von Belastungskräften in die Kortikalis des Femurs.

Im Falle eines notwendigen Revisionseingriffes passt in den angesprochenen Spalt das Sägeblatt einer Säge, mit welcher die Knochentrapekel zwischen Adapter, Flansch und Resektionsfläche einfach durchtrennt werden können, so dass der Adapter aus der Hülse mittels eines Abziehwerkzeuges einfach abgezogen werden kann.

Nach Einwachsen von Knochenmaterial in die Raumnetzstruktur verliert das Arretierungselement seine Funktion und könnte rein theoretisch operativ entfernt werden, worauf aus nachvollziehbaren Gründen jedoch verzichtet wird.

Gemäß einer alternativen, vorteilhaften Weiterbildung weist das Implantat ein nach caudal gebogenes, als Stielende ausgebildetes Hülsenende auf, welches zumindest teilweise mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur belegt ist. In diesem Falle ist das abgebogene Ende der Hülse jenes Teil, welches sich lateral an die kortikalisierte Seite der natürlichen Spongiosa legt. Das erfindungsgemäße Implantat ist also „freifliegend" in der Spongiosa des Schenkelhalses zu verankern. Der Femurknochen wird von extern her in keiner Weise geschwächt.

Bevorzugt weist das Hülsenende eine nach caudal ausgerichtete Stufe in einem Bereich des Übergangs zum Stielende auf. Die Stufe dient zur Ablastung hoher Belastungskräfte in der Spongiosa.

Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Endoprothese mit abgebogenem Stielende ist vorgesehen, dass die Hülse von ihrem proximalen Ende bis zum Ansatz des gebogenen Stielendes konisch sich verjüngend ausgebildet ist. Analog ist bei Endoprothesen, die kein abgebogenes Stielende aufweisen, vorgesehen, dass die Hülse von ihrem proximalen Ende zu ihrem distalen Ende konisch sich verjüngend ausgebildet ist. Dies entspricht der mehr oder weniger konischen Ausbildung des Schenkelhalses, stellt also eine Adaption dar. Durch die Flächenpressung während der Einheilphase werden die Kräfteverteilungen günstiger.

Die Erfindung wird anhand zweier Anwendungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 Die schematische Schnittansicht einer im Femur implantierten Endoprothese gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 die vergrößerte Ansicht des Arretierungselementes,
3 die Aufsicht auf das Arretierungselement in Richtung des Pfeiles III in 2, und
4 eine ähnliche Ansicht wie 1 einer anderen Ausführungsform der Endoprothese.
In 1 ist die zementlos im oberen des Bereich des Femurs 40 unterhalb des Trochanter majors 18 implantierte Hülse 1 erkennbar. Die Hülse 1 trägt eine offenmaschige dreidimensionale Raumnetzstruktur 9, in die und durch welche hindurch während der Einheilphase Knocheratrapekel wachsen und so für eine stabile Sekundärfixation sorgen.
Mit der Hülse 1 verbunden ist ein Adapter 2 für eine Gelenkkugel 20, der vorliegend im wesentlichen als Doppelsteckkonus ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen dem Adapter 2 und der Hülse 1 wird über eine in der Hülse 1 befindliche Klemmhülse bewerkstelligt, die in ihrer Form komplementär zu dem betreffenden Steckkonus ausgebildet ist. Dem Boden der Klemmhülse schließt sich eine Durchbohrung 10 durch die Hülse 1 an. Die Durchbohrung 10 weist im proximalen Bereich ein Innengewinde auf. Von proximal her wird nun bei noch nicht einge setztem Adapter 2 ein stabförmiges Arretierungselement 12 in die Durchbohrung 10 gesetzt. Das Arretierungselement 12 weist proximal einen Gewindeabschnitt 17 (2) auf, welcher mit dem Innengewinde der Durchbohrung 10 verschraubt werden kann. Das Arretierungselement 12 wird solange in die Durchbohrung 10 geschraubt, bis es aus dem distalen Hülsenende 11 mit seinem Ende 14 austritt. Durch weitere Verschraubung des Arretierungselementes wird aufgrund der gewählten Dimension der Punkt erreicht, an dem das Ende 14 des Arretierungselementes 12 die Innenkortikalis des Femurs 40 berührt. Im vorliegenden Fall ist das Ende 14 des Arretierungselementes 12 ballig ausgebildet. Das Widerlager 13 in der Kortikalis des Femurs 40 ist vorliegend als kleine Bohrung ausgeführt, in welche das Ende 14 des Arretierungselementes 12 greift und so dort zum Liegen kommt. Der Durchmesser der Durchbohrung 13 sollte in etwa dem Außendurchmesser des stabförmigen Arretierungselementes 12 entsprechen. Durch die beschriebene Maßnahme wird eine Festlegung der Schenkelhalsendoprothese im Schenkelhals während der Einheilphase erzielt.
Im übrigen ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel das Hülsenende 15 nach caudal gebogen und weist eine nach caudal ausgerichtete Stufe 16 im Bereich des Überganges zum Stielende auf. Im Bereich der Stufe 16 findet die stärkste Ablastung des Implantates statt.
2 zeigt die vergrößerte Ansicht des Arretierungselementes 12 mit dem ballige Ende 14 und dem Gewindeabschnitt 17. Alternativ zum balligen Ende 14 kann ein spitzes Ende oder ein Ende mit einer selbstschneidenden Spitze vorgesehen sein. Im letzteren Fall kann das Arretierungselement 12 beim Eindrehen in die Durchbohrung 10 wie ein Bohrer wirken und sich in die Kortikalis des Femurs 40 einbohren. Im Falle der Ausbildung als spitzes Ende wird das Widerlager 13 in der Kortikalis eher als Kerbe anzusehen sein.
3 zeigt eine Aufsicht auf das Arretierungselement in Richtung des Pfeiles III in 2.
Erkennbar ist, dass als Werkzeugansatz im Kopf des Gewindeabschnittes 17 ein Innensechskant 19 vorgesehen ist. Der Operateur kann das Arretierungselement 12 also mittels eines Innensechskantschlüssels mit dem Innengewindeabschnitt der Durchbohrung 10 von der Klemmhülse in der Hülse 1 her verschrauben und ein ausreichend hohes Drehmoment erzeugen, um gegebenenfalls mit dem Arretierungselement eine Kerbe in der Innenkortikalis zu erzeugen.
Die Hülse 1 verjüngt sich im übrigen von ihrem proximalen Ende 8 bis zum Ansatz des gebogenen Stielendes 15 konisch.
In 4 ist eine weitere Ausführungsform der Schenkelendoprothese in einer ähnlichen Darstellung wie in 1 der ersten Ausführungsform dargestellt. Daher wird nachfolgend nur auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsformen eingegangen. Die Endoprothese gemäß 4 weist kein nach caudal gebogenes, als Stielende ausgebildetes Hülsenende auf. Vielmehr ist das Hülsenende 11 ballig ausgebildet. Aus ihm tritt das stabförmige Arretierungselement 12 heraus und greift in die in die Kortikalis eingebrachte Durchbohrung als Widerlager 13 ein. Auf diese Weise wird diese Endoprothese wie schon die erste Ausführungsform während der Einheilphase arretiert, so dass die in die Raumnetzstruktur 9 einwachsenden Trapekel durch Mikrobewegungen nicht mehr ohne weiteres abgeschert werden.

Claims

Schenkelhalsendoprothese für ein künstliches Hüftgelenk, aufweisend eine zementlos im oberen Bereich eines Femurs (40) unterhalb des Trochanter majors (18) implantierbare Hülse (1), mit deren proximalem Ende (8) ein Adapter (2) zur Aufnahme einer künstlichen Gelenkkugel (20) verbindbar ist, wobei die Hülsenaußenseite zumindest teilweise mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur (9) belegt ist, gekennzeichnet durch eine in die Hülse (1) eingebrachte, im wesentlichen parallel zu ihrer Längsachse verlaufende Durchbohrung (10), die zumindest proximal als Gewindebohrung ausgebildet ist, durch welche ein stabförmiges Arretierungselement (12) setzbar ist, das proximal mit der Gewindebohrung verschraubbar ist und von einer solchen Länge ist, dass es aus dem Hülsenende (11) austritt, um mit seinem Ende (14) in einem Widerlager (13) in der Kortikalis des Femurs zu liegen zu kommen.
Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (14) des Arretierungselementes (12) ballig ausgebildet ist.
Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (14) des Arretierungselementes (12) spitz ausgebildet ist.
Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ende (14) des Arretierungselementes (12) mit einer selbstschneidenden Spitze ausgebildet ist.
Schenkelhalsendoprothese nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumnetzstruktur (9) auf den nach caudal und nach kranial weisenden Hülsenaußenseiten grobmaschig mit Maschenweite zwischen 2 bis 4 mm ausgebildet ist.
Schenkelhalsendoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Raumnetzstruktur (9) in Richtung ventral und dorsal auf der Hülsenaußenseite feinmaschig mit Maschenweiten zwischen 1 bis 2,5 mm ausgebildet ist.
Schenkelhalsendoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (2) für die Gelenkkugel (20) im wesentlichen als Doppelsteckkonus ausgebildet ist, wobei im proximalen Bereich der Hülse (1) eine dem einen Steckkonus entsprechend ausgebildete konische Klemmhülse vorgesehen ist.
Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein nach caudal gebogenes, als Stielende ausgebildetes Hülsenende (15), welches nur mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur belegt ist.
Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hülsenende (15) eine nach caudal ausgerichtete Stufe (16) in einem Bereich des Überganges zum Stielende aufweist.
Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (1) von ihrem proximalen Ende (8) bis zum Ansatz des gebogenen Stielendes (15) konisch sich verjüngend ausgebildet ist.
Schenkelhalsendoprothese nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (1) von ihrem proximalen Ende (8) zu ihrem distalen Ende konisch sich verjüngend ausgebildet ist.