DE2205400B1 - Hueftgelenkpfanne - Google Patents

Description

• tragfähig, ausgebildet ist, besteht in bekannter Weise aus einer körperverträglichen Metallegierung oder aus einem ebenfalls physiologisch unbedenklichen Kunststoff. Ihre kugelkalottenförmige, innere Ausnehmung 2 (Fig. 1) dient zur Aufnahme eines nichtgezeigten Gelenkkopfes.
• Ihre äußere Verkankerungsfläche 3 ist in bekanntcr Weise mit Rippen 4 versehen, die nach der Verankerung Relativbewegungen zwischen der Pfanne 1 und dem auf sie aufgebrachten Material - bisher im allgemeinen einem Knochenzement, im vorliegenden Fall aber einem hochelastischen Zwischenmaterial 5 (F i g. 3 und 4)~verhindern sollen. Um die Verankerung des Zwischenmaterials auf der Fläche 3 zu verbessern, sind als Verankerungselemente in verschiedenem Abstand vom Rand in Umfangsrichtung verlaufende Drahtringe 8 an den Rippen 4 befestigt z. B. angelötet.
• Wie F i g. 3 und 4 zeigen. ist die Verankerungsfläche 3 mit dem hochelastischen Material 5 überzogen. Dieses ist z. B. ein Silikonkautschuk. Auf ihrer Außenfläche ist die Kautschukschicht ihrerseits mit Rillen 6. die in Umfangsrichtung und in Meridianrichtung verlaufen, und mit Vertiefungen 7 versehen.
• Das Aufbringen der Kautschukmasse auf die Verankerungsfläche 2 erfolgt beispielsweise so, daß zunächst die Pfanne 1 in gewissem Abstand von einer das Negativ der Außenfläche der Schicht 5 bildenden Form fixiert wird. Der mit dem zugehörigen Katalysator oder Vernetzer im vorgeschriebenen Verhältnis von beispielsweise 1: 10 innig vermischten Silikonkautschuk wird dann in die Form eingebracht. z. B.
• eingegossen. Die Fließfähigkeit kann dabei notfalls mit Hilfe eines Verdünners erhöht werden.
• Der erwähnte Silikonkautschuk polymerisiert bzw.
• vulkanisiert bei Raumtemperaturen von 25 C innerhalb von 24 Std. nach der Zugabe des Katalysators aus, wodurch eine feste Verankerung zwischen der Pfanne I und der Schicht 5 entsteht. Durch Anwendung höherer Temperaturen läßt sich die Aushärtung der elastischen Schicht erheblich beschleunigen. Bei Raumtemperaturen erreicht der genannte Kautschuk dann seine Endhärte von etwa Shore A35 bis 45 nach einigen Tagen.
• Nach Erreichen der Endhärte des Zwischenmaterials 5 kann die Pfanne 1 in üblicher Weise mit einem der bekannten Knochenzemente 12 (F i g. 5), z. B.
• mit Nlethyimetacrylat, im Beckenknochen 10 verankert werden. Der Knochenzement 12 der im Becken in künstliche, das dichtere Knochengewebe durchstoßende Ausnehmungen 11 fließt und so Verankerungszapfen 13 bildet, dringt dabei andererseits in die Rillen 6 und die Vertiefungen 7 ein, so daß sich eine ebenfalls feste und besonders gegen Drehung und gegen Verschiebungen längs der Außenfläche der Schicht 5 widerstandsfähige Verbindung zwischen der Schicht 5 und dem Knochenzement 12 ergibt.
• Die schwingungsdämpfende Wirkung der neuartigen Zwischenschicht 5 beruht höchstwahrscheinlich auf den sehr großen Unterschieden in den Elastizitätsmoduln der Pfanne 1. den Komponenten ihrer Verankerung und des Knochens. In dem beschriebenen Beispiel betragen diese Moduln in kptmm- für die Metallpfanne etwa 20 000, für die Schicht 5 etwa 2 bis 3, für den Knochenzement etwa 100 bis 200 und für den Knochen selbst etwa 1000. Dabei dürfte besonders an der Grenzfläche zwischen der Schicht 5 und dem Knochenzement 12 eine Weitergabe der Schwingungsenergie aus dem sehr weichen Silikonkautschuk an den weniger elastischen Knochenzement 12 praktisch nicht mehr stattfinden.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Hüftgelenkpfanne, die mittels eines aushärtenden Kunststoffzementes im Beckenknochen zu verankern ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Verankerungsfläche (3) der steif und tragfähig ausgebildeten Pfanne (1) ein hochelastisches Material (5) fest aufgebracht ist, das auf seiner Außenseite mit Rillen (6) und Vertiefungen (7) versehen ist.
2. 2. Hüftgelenkpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf ihrer Verankerungsfläche (3) in an sich bekannter Weise mit Rippen (4) versehene Gelenkpfanne (1) mit in verschiedenem Abstand vom Pfannenrand in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungselementen (8) versehen ist.
3. 3. Hüftgelenkpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochelastische Material ein Silikonkautschuk ist.

   Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenkpfanne, die Teil eines künstlichen Hüftgelenkes ist und mittels eines aushärtbaren Kunststoffzementes im Beckenknochen zu verankern ist.

   Die Praxis hat gezeigt, daß bei Hüftgelenkprothesen häufig nach einiger Zeit Schwierigkeiten auftreten, die davon herrühren, daß sich die im Becken mit einem der üblichen Knochenzemente verankerte Gelenkpfanne lockert. Als Ursache für diese Pfannenlockerung werden vor allem Vibrationsbewegungen im Mikrobereich angesehen, die beim Belasten und Bewegen des Gelenkes von der Pfanne durch den Knochenzement hindurch auf den Knochen übertragen werden und wahrscheinlich zu örtlichen Nekrosen undloder Abbauerscheinungen des Knochens führen.

   Aus der französischen Patentschrift 1 122 634 sind schalenförmige Hüftgelenkpfannen bekannt, deren Ränder im Beckenknochen befestigt sind; diese Schalen sind auf ihrer den natürlichen oder einen künstlichen Gelenkkopf aus Metall oder Kunststoff aufnehmenden Hohlfläche mit einem elastischen Material beschichtet, um die über das Gelenk auf den Knochen übertragenen Stoßbelastungen zu dämpfen.

   Da auf die Gelenkpfanne Belastungen bis zu 300kg wirken können, ergibt diese bekannte Konstruktion kein funktionsfähiges Hüftgelenk; denn bei derartigen Belastungen kann sich ein Gelenkkopf wegen der sehr großen Reibungskräfte in einer elastischen Schicht überhaupt nicht mehr bewegen. Diese elastische Schicht müßte daher mit einer festen, den Belastungen widerstehenden Lauffläche versehen sein, die darüber hinaus, um bei Belastungen ein Ausweichen und Wegfließen des elastischen Materials zu vermeiden, zumindest nach der Art eines Deckels auf der Gelenkschale oder -pfanne aufliegen müßte.

   Durch eine derartige, starre Verbindung werden bei der bekannten Konstruktion jedoch Stöße und Vibrationen dann direkt von der Lauffläche auf die Schale und damit auf den Knochen übertragen; somit bleibt aber die elastische Schicht dann wirkungslos.

   Weiterhin sind Konstruktionen bekannt, z. B. britische Patentschrift 1126 961, die aus einer dem Knochen zugewandten Metallschale bestehen, in die als Lauffläche eine zweite Metallschale oder eine Kunststoffschale eingebettet ist. Da diese Kunststoffkörper wegen der durch sie übertragenenen Belastungen, ebenso wie die Metallschalen, steif und fest ausgebildet sein müssen, fehlt ihnen die notwendige Elastizität, um eine Weitergabe von Vibrationen zu verhindern. Das gleiche gilt für Konstruktionen mit einschaligen Kunststoffgelenkpfannen, die mit Knochenzement unmittelbar im Becken verankert werden.

   Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Pfannenlockerungen zu vermeiden, d. h. das Auftreten von Vibrationen im Mikrobereich an der Grenzfläche Knochenzement/Knochen möglichst zu verhindern. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß auf die Verankerungsfläche der steif und tragfähig ausgebildeten Pfanne ein hochelastisches Material fest aufgebracht ist, das auf seiner Außenseite mit Rillen und Vertiefungen versehen ist. Unter hochelastischen Materialien werden in dieser Anmeldung Stoffe verstanden, deren Endhärte nach dem Aushärten Shore A-Werte < 90 besitzt. Neben seiner Elastizität muß das Material selbstverständlich auch körperverträglich und möglichst körperbeständig sein. Es soll darüber hinaus eine hohe Scherfestigkeit und eine hohe Reiß-, insbesondere eine hohe Weiterreißfestigkeit besitzen. Als sehr geeigneter Werkstoff hat sich besonders ein Silikonkautschuk erwiesen, der unter dem eingetragenen Warenzeichen »Silastic« E RTV im Handel erhältlich ist. Selbstverständlich können auch andere Stoffe, wie z. B. Naturkautschuk, als hochelastische Materialien dienen, sofern sie die geschilderten Bedingungen erfüllen. Neben seiner schwingungsdämpfenden Eigenschaft wirkt das elastische Material gleichzeitig stoßdämpfend.

   Für die angestrebte Wirkung besteht eine wesentliche Voraussetzung in der festen Verankerung der elastischen Schicht auf der steifen und - für die auftretenden, wie bereits erwähnt bis zu 300kg betragenden Belastungen - tragfähigen Pfanne, die selbst aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein kann. Es ist daher vorteilhaft, wenn die auf ihrer Verankerungsfläche in an sich bekannter Weise mit Rippen versehene Gelenkpfanne mit in verschiedenem Abstand vom Pfannenrand in Umfangsrichtung verlaufenden Verankerungselementen versehen ist, die beispielsweise als an die Rippen angelötete Drahtringe ausgebildet sein können.

   Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

   F i g. 1 zeigt eine Ansicht einer steifen und tragfähigen Hüftgelenkpfanne.

   F i g. 2 ist ein in F i g. 4 angezeigter Schnitt II-II.

   Fig. 3 und 4 stellen eine Ansicht und eine Aufsicht auf die in Fig. 1 gezeigte Pfanne nach dem Aufbringen des elastischen Materials dar.

   Fig. 5 schließlich ist in gleicher Darstellung wie F i g. 2 ein Schnitt, der eine im Beckenknochen verankerte Gelenkpfanne zeigt.

   Die Gelenkpfanne, die steif und unter den erwähnten Belastungen sich nicht bleibend verformend, d. h.