DE2559402C3

DE2559402C3 - Kugelpfanne für eine Hüftgelenkendprothes

Info

Publication number: DE2559402C3
Application number: DE19752559402
Authority: DE
Inventors: Achim Dr.-med. 6000 Frankfurt Engelhardt
Original assignee: Pfaudler Werke GmbH
Current assignee: ENGELHARDT, ACHIM, DR., 6000 FRANKFURT, DE
Priority date: 1975-04-04
Filing date: 1975-04-04
Publication date: 1981-07-09
Also published as: DE2559402A1; DE2559402B2

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kugelpfanne für ein ⁴ⁱ Hüftgelenkendoprothese, die mit an den Ecken eines Dreiecks angeordneten, sich von der konvexen Seite der Kugelpfanne nach außen erstreckenden, profilierten Verankerungsvorsprüngen zementfrei unmittelbar in einem Beckenknochen verankerbar ist. ^M

Bei einer bekannten Kugelpfanne dieser Art (US-PS 10 978, Fig. 7 und 8) ist jeder der drei Verankerungsvorsprünge als verhältnismäßig langer, parallel zu der LBngtachse der Kugelpfanne verlaufender spitzer Dorn mit mehreren Umfangskerben ausgebildet. Der Chirurg " treibt die drei Dorne gleichzeitig mit einem Schlagwerk' zeug ohne Vorfertigung von Aufnahmeausnehmungen für die Dorne in den Beckenknochen ein. Diese Art der Implantation der Kugelpfanne ist nicht positionsgenau, erfordert zusätzliche Werkzeuge und setzt den Patien- *° ten unerwünschter Schlagbeanspruchung aus. Die Dorne dringen verhältnismäßig tief in den Beckenknochen ein. Dabei besteht die Gefahr des »Verlaufene« und daraus folgender unkontrollierter Biegebeanspruchungen der Dorne. Die scharfkantigen Kerben der ^h<> Dorne begründen die Gefahr von Brüchen, insbesondere von Spannungskorrosionsbrüchen, der Dorne, da die Kugelpfanne im Betrieb nach Richtung und Größe wechselnden Belastungen (Reibungsmomente aus der Gelenkbewegung) ausgesetzt ist und sowohl ihre Schale als auch die Dorne aus ungeschütztem Metall bestehen.

Da die Dorne verhältnismäßig dünn sind, führen diese Belastungen außerdem zu verhältnismäßig hohen Flächenpressungen am Knochenlager mit der Gefahr einer Oberlastungsatrophie.

Aus der DE-OS 20 39 73t ist eine Kugelpfanne bekannt, die zu ihrer festen Verankerung in einem Bett aus Knochenzement mit mehreren nach außen vorstehenden ringförmigen Rippen und im Scheitel mit einem Knopf ausgestattet ist, die alle schwalbenschwanzförmig hinterarbeitet sind. Die Rippen und der Knopf durchdringen den Knochenzement und treten mit ihrer Außenfläche jeweils mit einem halbkugelförmig konkav präparierten Lager des Beckenknochens als Abstandshalter zwischen dem Beckenknochen und einer Schale der Kugelpfanne in Berührung. Zur Verankerung des Knochenzements sind außerdem drei schwächende Tiefenbohrungen in das Sitzbein, das Schambein und das Weichenbein erforderlich. Der Knopf ist außen nur schwach komplementär zu dem Lager im Beckenknochen gerundet und ließe sich deshalb nur schlecht oder gar nicht in eine Bohrung im Knochen von Hand eindrücken.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugelpfanne zur zementfreien Verankerung zu schaffen, die mit nur minimaler Beeinträchtigung der angrenzenden Knochensubstanz äußerst positionsgenau, schnell und sicher implantierbar ist und gegen intraoperatives Wiederherausfallen aus ihrem Knochenlager gehindert ist

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jeder Verankerungsvorsprung als in eine vorgefertigte Aufnahmeausnehmung des Beckenknochens eindrückbarer, hinterarbeiteter, knopfartiger Zapfen ausgebildet ist Dadurch wird eine äußerst genaue Positionierung der Kugelpfanne in dem Beckenknochen erreicht Die drei kleinen Aufnahmebohrungen für die Zapfen können nämlich in dem Be\£enknochen mittels einer Bohrschablone mit hoher Präzision angebracht werden und beeinträchtigen außerdem den Beckenknochen nur minimal. Ferner ist der zum Ginsetzen der Kugelpfanne in den Beckenknochen erforderliche Kraftaufwand so gering, daß der Chirurg die Kugelpfanne ohne zusätzliches Werkzeug mit den knopfartigen Zapfen in die vorbereiteten Bohrungen des Beckenknochens von Hand eindrücken kann. Dadurch wird zum einen die Operationszeit abgekürzt und zum anderen der Patient geschont. Die knopfartigen Zapfen schnappen jeweils mit ihrer Hinterarbeitung in den Bereich der Kortikalis des Beckenknochens. Dadurch wird zum sinen eine wirksame Sicherung der Kugelpfanne vor Herausfallen aus ihrem Knochenlager während der Operation und zum anderen eine ausgezeichnete Verankerung der Kugelpfanne im Beckenknochen erreicht und das weitere Einwachsen der Kugelpfanne in den Beckenknochen begünstigt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Zapfen derart angeordnet, daß die maximale resultierende Kraft am Körpergelenk zumindest annähernd durch den Flächenschwerpunkt des Dreiecks verläuft. Damit läßt sich ein besonders dauerhafter und sicherer Sitz der Kugelpfanne im Beckenknochen erreichen, wobei wegen der günstigen Krafteinleitung Mikrorelativbewegungen zwischen der Kugelpfanne und dem Beckenknochen aufgrund der sich ständig ändernden Belastungszusiamlc weitgehend vermieden sind.

Nach einer anderen Ausföbmngsform der Erfindung ist einer der Zapfen nahe dem Scheitel und die beiden übrigen Zapfen jeweils zumindest annähernd auf halber Höhe der Kugelpfanne angeordnet. Das erleichtert dem Chirurgen das Einsetzen der Kugelpfanne in den -> Beckenknochen.

Dem leichten Einsetzen und sicheren Verankern der Kugelpfanne dient es auch, wenn nach einer Ausführungsform der Erfindung die Achsen der drei Zapfen in zueinander zumindest annähernd parallelen und recht- in winklig zu einer Grundfläche der Kugelpfanne verlaufenden Ebenen liegen, wobei die Achse des scheitelnahen Zapfens mit einer Senkrechten auf der Grundfläche einen Winkel einschließt, der kleiner ist als derjenige Winkel, den die Achse jedes der beiden übrigen Zapfen mit einer Senkrechten auf der Grundfläche einschließt

Nach siner weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen der scheiteinahe Zapfen an seinem FuB eine umlaufende Rille und die beiden übrigen Zapfen jeweils eine von der Hauptachse der Kugelpfanne nach außen gerichtete HVerarbeitung auf. Die besonderen Hinterarbeitungen gewährleisten bei guter Brucnsicherheit der Zapfen einen sehr festen Sitz der Kugelpfanne im Beckenknochen und erleichtern das »Einknöpfen« der Kugelpfanne. -³

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die teilweise geschnittene Ansicht einer Kugelpfanne nach Linie I-I in Fi g. 2, jo

Fig.2 die Draufsicht auf die Kugelpfanne gemäß F i g. I und

Fig.3 einen Längsschnitt durch die Kugelpfanne gemäß F i g. I und 2 mit zugehöriger Kugel und Beckenknochen. «

Die F i g. I und 2 zeigen eine Kugelpfanne 50 für eine Totalhüftgelenksendoprothese. Die Außenfläche der Kugelpfanne SO ist mit konzentrischen Rillen 52, S3 und 54 und mit in Ebenen durch eine Hauptachse 65 der Kugelpfanne 50 verlaufenden Rillen 56 bis 59 versehen, *< > die das makroskopische Einwachsen von neuem Knochengewebe in die Oberfläche der Kugclpfanne und damit deren sekundäre Verankerung in einen Beckenknochen 48 (F i g. 3) erleichtern und fördern.

Für die Verankerung der Kugelpfanne 50 in dem « Beckenknochen 48 sorgen drei knopfartige Zapfen 61,

62 und 63, die an de τ Ecken eines Dreiecks derart angeordnst sind, daß die maximale resultierende Kraft Fk (Fig.2) zumindest annähernd durch den Flächenschwerpunkt dieses Dreiecks verläuft Die drei Zapfen 6t, 62 und 63 liegen mit ihren Längsachsen in zueinander zumindest annähernd parallelen Ebenen 80, 81 und 82, wobei die Achse des Zapfens öl mit der Hauptachse 65 der Kugelpfanne 50 einen Winkel 67 von 10° und die Achsen deir Zapfen 62 und 63 jeweils mit einer Senkrechten auf einer Grundfläche 69 der Kugelpfanne 50 einen Winkel 70 von 25° bilden. Der Zapfen 61 weist an seinem Fuß eine umlaufende Rille 72 auf, während die beiden übrigen Zapfen 62 und 63 jeweils mit einer von der Hauptachse 65 der Kugelpfanne 50 nach außen gerichtete Hinterarbeitung 74 versehen sind.

Fig.3 zeigt die Kugelpfanne 50 in ihrem in den Beckenknochen 48 eingesetzten Zustand. Um den Beckenkaochen 48 für die Implantation vorzubereiten, wird zunächst die physiologische > iüftgelsnkspfanne mit einem Kugelfräser ausgefräst in ufee kugelförmige Ausfräsung werden unter Benutzung einer Bohrschablone drei Bohrungen für die Zapfen 61, 62 und 63 eingebracht Dabei werden die Bohrungen dichter aneinander gerückt als ein Abstand 78 in Fig. 1. Anschließend wird die Kugelpfanne 50 derart eingesetzt, daß die Hinterarbeitungen 74 der Zapfen 62 und

63 über den Rand der Kortikalis 79 des Beckenknochens 48 eingeführt werden. Dabei wird angrenzender spongiöser Knochen wr Seite gedrückt Darauf wird die Kugelpfanne 50 mehr und mehr in die kugelförmige Ausfräsung eingeführt, bis der Zapfen 61 in seine Bohrung einschnappt Während dieses Einschnappens wird die Kortikalis 79 zwischen den Zapfen elastisch verformt und verriegelt nach ihrer Rückfederung die Kugelpfanne 50 in der eingesetzten Lage gemäß F i g. 3.

Die besondere Lage der Zapfen 61, 62 und 63 bezüglich der resultierenden Kraft Fr hat zur Folge,daß in den Zapfen zusätzliche Schubspannungen durch elastische Verformung des Knochens unter der Wirkung der resultierenden Kraft Fr nicht auftreten, wenn diese Kraft ihren Größtwert annimmt Auftretende Schubspannungen bleiben also minimal.

Die Kugelpfanne 50 kann metallisch und auf ihrer gesamten Oberfläche mit Email überzogen sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

U Kugelpfanne for eine Hüftgelenkendoprothese, die mit an den Ecken eines Dreiecks angeordneten, sich von der konvexen Seite der Kugelpfanne nach ϊ außen erstreckenden, profilierten Verankerungsvorsprüngen zementfrei unmittelbar in einem Beckenknochen verankerbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verankerungsvorsprung als in eine vorgefertigte Aufnahmeausnehmung des in Beckenknochens (79,48) eindrückbarer, hinterarbeiteter, knopfartiger Zapfen (61,62,63) ausgebildet ist.
2. Kugelpfanne nach Anspruch t. dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (61, 62, 63) derart angeordnet sind, daß die maximale resultierende Kraft (Fg) am Körpergelenk zumindest annähernd durch den Flächenschwerpunkt des Dreiecks verläuft
3. Kugelpfanne nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, <k3 einer (61) der Zapfen nahe dem Scheitel und die beiden übrigen Zapfen (62, 63) jeweils zumindest annähernd auf halber Höhe der Kugelpfanne (50) angeordnet sind.
4. Kugelpfanne nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der drei Zapfen (61,62,63) κ in zueinander zumindest annähernd parallelen und rechtwinklig zu einer Grundfische (69) der Kugelpfanne (50) verlaufenden Ebenen (80,81,82) liegen, und daß die Achse des scheitelnahen Zapfens (61) mit einer Senkrechten auf der Grundfläche (69) « einen Winkel (67) einschließt, der kleiner ist als derjenige Winkel (70), den die Achse jedes der beiden übrigen Zapfen. (62,63) mit einer Senkrechten auf der Grundfläche (59} einschließt
5. Kugetpfanne nach Anspru-\3 oder 4, dadurch '* gekennzeichnet, daß der scheitelnahe Zapfen (61) an seinem FuO eine umlaufende Rille (72) und die beiden übrigen Zapfen (62,63) jeweils eine von der Hauptachse (65) der Kugelpfanne (50) nach außen gerichtete Hinterarbeitung (74) aufweisen.