DE2205400B1 - HIP JOINT PAN - 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.stable, is formed, consists in a known manner of a body-compatible Metal alloy or made of a likewise physiologically harmless plastic. Your spherical cap-shaped, inner recess 2 (Fig. 1) is used for Recording of a joint head (not shown).

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. Its outer anchoring surface 3 is ribbed in a known manner 4 provided, the relative movements between the pan 1 and after the anchoring the material applied to it - so far generally a bone cement, in the present case, however, a highly elastic intermediate material 5 (FIGS. 3 and 3) 4) ~ should prevent. Around the anchoring of the intermediate material on the surface 3 are to be improved as anchoring elements at different distances from the edge in Circumferential wire rings 8 attached to the ribs 4, for. B. soldered.

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. Like F i g. 3 and 4 show. is the anchoring surface 3 with the highly elastic Material 5 coated. This is e.g. B. a silicone rubber. On their outer surface is the rubber layer in turn with grooves 6th in the circumferential direction and in Run the meridian direction, and provided with depressions 7.

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. The rubber compound is applied to the anchoring surface 2 for example, so that first the pan 1 at a certain distance from one of the negative the mold forming the outer surface of the layer 5 is fixed. The one with the associated Catalyst or crosslinker in the prescribed ratio of, for example, 1: 10 intimately mixed silicone rubber is then placed in the mold. z. B.

eingegossen. Die Fließfähigkeit kann dabei notfalls mit Hilfe eines Verdünners erhöht werden.poured. The flowability can if necessary with the help of a Thinner.

Der erwähnte Silikonkautschuk polymerisiert bzw. The mentioned silicone rubber polymerizes or

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.vulcanizes at room temperatures of 25 C within 24 hours the addition of the catalyst, creating a firm anchor between the pan I and layer 5 is created. By using higher temperatures, the Significantly accelerate the hardening of the elastic layer. At room temperatures the said rubber then reaches its final hardness of approximately Shore A35 to 45 some days.

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. After the intermediate material 5 has reached its final hardness, the pan can 1 in the usual way with one of the known bone cements 12 (FIG. 5), e.g. 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.with methyl methacrylate, anchored in the pelvic bone 10. The bone cement 12 of the in the pelvis in artificial, the denser bone tissue penetrating recesses 11 flows and so forms anchoring pin 13, on the other hand penetrates into the Grooves 6 and the depressions 7, so that it is also solid and special resistant to rotation and displacement along the outer surface of the layer 5 Connection between the layer 5 and the bone cement 12 results.

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. The vibration-damping effect of the new intermediate layer 5 is most likely due to the very large differences in the moduli of elasticity the socket 1. the components of its anchorage and the bone. In the described For example, these modules in kptmm- for the metal pan are around 20,000, for the Layer 5 about 2 to 3, for the bone cement about 100 to 200 and for the bone even about 1000. It should be especially at the interface between the layer 5 and the bone cement 12 a transmission of the vibration energy from the very soft Practically no more silicone rubber on the less elastic bone cement 12 occur.

Claims (3)

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. Claims: 1. acetabulum, which by means of a hardening Plastic cement is to be anchored in the pelvic bone, characterized in that on the anchoring surface (3) of the rigid and stable socket (1) a highly elastic material (5) is firmly applied on its outside is provided with grooves (6) and depressions (7). 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. 2. acetabulum according to claim 1, characterized in that which are provided with ribs (4) on their anchoring surface (3) in a manner known per se Joint socket (1) with at different distances from the edge of the socket in the circumferential direction extending anchoring elements (8) is provided. 3. Hüftgelenkpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hochelastische Material ein Silikonkautschuk ist. 3. acetabulum according to claim 1, characterized in that the highly elastic material is a silicone rubber. Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenkpfanne, die Teil eines künstlichen Hüftgelenkes ist und mittels eines aushärtbaren Kunststoffzementes im Beckenknochen zu verankern ist. The invention relates to an acetabular cup which is part of an artificial one Hip joint is and by means of a hardenable plastic cement in the pelvic bone is to be anchored. 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. Practice has shown that with hip joint prostheses often after a few Difficulties arise due to the fact that the pelvis is with The joint socket, which is anchored to one of the usual bone cements, loosens. As the cause of this loosening of the pan is mainly considered to be vibrational movements in the micro range, when loading and moving the joint from the socket through the bone cement through to the bone and likely to local necrosis and / or lead to bone degradation. 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. From French patent specification 1 122 634 are shell-shaped Acetabular sockets known, the edges of which are fixed in the pelvic bone; these bowls are on their the natural or an artificial joint head made of metal or Plastic receiving cavity coated with an elastic material to to dampen the shock loads transmitted to the bone via the joint. 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. Since loads of up to 300kg can act on the socket, results in this known construction is not a functional hip joint; because with such A joint head can be subjected to loads because of the very high frictional forces in a elastic layer no longer move at all. This elastic layer should therefore be provided with a solid tread that can withstand the loads, which, moreover, allows the elastic to evade and flow away under stress Avoid material, at least like a lid on the joint socket or pan would have to rest. 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.Such a rigid connection in the known construction however, shocks and vibrations then directly from the running surface to the shell and thus transferred to the bone; however, the elastic layer then remains ineffective. 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. Furthermore, constructions are known, for. B. British patent specification 1126 961, which consist of a metal shell facing the bone, in the as Tread a second metal shell or a plastic shell is embedded. Since these plastic bodies because of the loads transmitted through them, as well like the metal shells, they have to be rigid and solid, they lack the necessary Elasticity to prevent the transmission of vibrations. The same goes for for constructions with single-shell plastic joint sockets, those with bone cement be anchored directly in the pelvis. 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. The object of the invention is the described socket loosening to avoid d. H. the occurrence of vibrations in the micro range at the interface To prevent bone cement / bones as much as possible. The invention is characterized in that that on the anchoring surface of the stiff and stable pan highly elastic material is firmly applied, which is grooved on its outside and recesses is provided. Highly elastic materials are used in this Registration understood substances whose final hardness after curing Shore A values < 90 owns. In addition to its elasticity, the material must of course also be compatible with the body and be as physically stable as possible. In addition, it should have a high shear strength and have a high tear strength, in particular a high tear propagation resistance. As very A silicone rubber has proven to be particularly suitable material, which under the registered trademark »Silastic« E RTV is available in stores. Of course can also use other substances, such as B. natural rubber, as highly elastic materials serve, provided that they meet the conditions outlined. In addition to its vibration-damping Property, the elastic material also has a shock-absorbing effect. 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. There is an essential prerequisite for the desired effect in the firm anchoring of the elastic layer on the rigid and - for that occurring, as already mentioned up to 300kg loads - load-bearing Pan, which itself can be made of metal or plastic. It is therefore advantageous if the on their anchoring surface in a known manner with Ribbed socket with different distances from the edge of the socket in the circumferential direction extending anchoring elements is provided, for example as on the ribs soldered wire rings can be formed. Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. The invention is described below on the basis of an exemplary embodiment explained in more detail in connection with the drawing. F i g. 1 zeigt eine Ansicht einer steifen und tragfähigen Hüftgelenkpfanne. F i g. 1 shows a view of a rigid and stable acetabular cup. F i g. 2 ist ein in F i g. 4 angezeigter Schnitt II-II. F i g. 2 is a figure shown in FIG. 4 shown section 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. 3 and 4 show a view and a plan view of the in Fig. 1 represents the pan shown after the elastic material has been applied. Fig. 5 schließlich ist in gleicher Darstellung wie F i g. 2 ein Schnitt, der eine im Beckenknochen verankerte Gelenkpfanne zeigt. Finally, FIG. 5 is in the same representation as FIG. 2 a section, which shows a socket anchored in the pelvic bone. Die Gelenkpfanne, die steif und unter den erwähnten Belastungen sich nicht bleibend verformend, d. h. The joint socket, which is stiff and under the mentioned loads not permanently deforming, d. H.