DE2747867C3 - Gelenkendoprothese - Google Patents

Description

J5

Die Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkendoprothese mit einem einen sphärischen Gelenkkopf aufweisenden Ersatzglied und einer elastischen inneren und äußeren Gelenkpfanne, vor deren halbkugeliger Höhlung zur Aufnahme des Gelenkkopfes ein kreisförmiger Eingangsabschnitt liegt, der sich zur Höhlung hin verengt.

Eine derartige Gelenkendoprothese ist für Hüftgelenke bereits bekannt (DE-OS 23 58 159 und DE-GM 00 535). Die Gelenkpfanne ist aus elastischem Kunststoffmaterial geformt, so daß beim Einsetzen des Gelenkkopfes die Gelenkpfanne radial nach außen leicht erweitert wird, damit der Gelenkkopf die engste Stelle des Eingangsabschnittes passieren kann. An- « schließend formt sich die Gelenkpfanne wieder zurück, so daß der Gelenkkopf innerhalb der kugeligen Höhlung eingefangen ist. Dies bedeutet, daß die Einsetzkraft annähernd gleich groß ist der Ausziehkraft.

Letztere soll nach Möglichkeit sehr hoch sein, um ein Ausrenken des Gelenkes zu verhindern. Bei den bekannten Gelenkendoprothesen besteht jedoch die Gefahr, daß die Ausziehkraft nicht groß genug ist, da die Montagekraft bzw. die Einsetzkraft innerhalb annehmbarer Grenzen bleiben muß. Gleichwohl ist sie aus den eo erwähnten Gründen verhältnismäßig groß, so daß entsprechende Schwierigkeiten bei der Montage entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gelenkendoprothese zu schaffen, die leicht zusammensetzbar ist, jedoch einer Trennung erheblichen Widerstand entgegensetzt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine in der

Diametralebene der Höhlung und in Nachbarschaft zu dem Eingangsabschnitt geformte kontinuierliche, ringförmige Nut in der inneren Gelenkpfanne eine elastisch verformbare ringförmige Lippe bildet

Beim Einsetzen des Kugelkopfes ermöglicht die Erfindung, daß die elastische Lippe sich in die Nut zurückziehen kann, so daß die Einsetzkraft verhältnismäßig klein ist Nach dem Einsetzen des kugeligen Gelenkkopfes in die halbkugelige Höhlung schnappt die Lippe zurück und wirkt nun wie eine Sperre, die einer Kraft in Richtung des Schaftes bzw. der Kugelachse erheblichen Widerstand entgegensetzt Dadurch ist es weiterhin möglich, den Gelenkkopf von der inneren Gelenkpfanne zu trennen, hierzu ist jedoch eine erhebliche, eine große Kraft erfordernde Verformung der Lippe erforderlich.

Eine Ausgestaltung sieht vor, daß die Wände der ringförmigen Nut parallel zur Wand des Eingangsabschnitts verlaufen. Eine weitere Ausgestaltung ist auf die Anwendung auf eine Hüftgelenkendoprothese gerichtet

Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, daß die Gelenkpfanne aus einem reibungsarmen, elastischen polymeren Material und einer dieses umschließenden metallischen Außenhülle gebildet ist

Gemäß einer weitere,n Ausgestaltung isi das polymere Material Polyäthylen von ultrahohem Molekulargewicht und die äußere Gelenkpfanne weist eine glatte ungebrochene und sphärische Form auf. Durch die Wahl eines geeigneten Kunststoffes läßt sich neben den anderen erforderlichen Bedingungen wie Festigkeit, Reibungswert und Körperverträglichkeit auch die Elastizität und damit die Verformbarkeit der Lippe bestimmen.

Ein Ausführungsbeispiel soll anhand von Zeichnungen nachfolgend näher beschrieben werden.

F i g. 1 zeigt perspektivisch in Explosionsdarstellung eine Hüftgelenkendoprothese.

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch einen Teil der Hüftgelenkendoprothese nach Fi g. 1.

F i g. 2A zeigt eine Teilansicht der Darstellung nach Fig. 2.

F i g. 3 zeigt die gleiche Darstellung wie F i g. 2A, jedoch in einer anderen Phase des Zusammenbaus.

Fig.4 zeigt einen Schnitt durch das Gelenk der Endoprothese nach F i g. 1 nach dem Zusammenbau.

F i g. 5 zeigt schematisch eine Hüftgelenkendoprothese nach dem Implantieren.

Fig.6 zeigt einen Schnitt durch das Gelenk der HUftendoprothese nach F i g. 1 beim Aufbringen von Trennkräften.

F i g. 7 zeigt perspektivisch in Explosionsdarstellung eine Schultergelenkendoprothese.

Wie in F i g. 1 und in F i g. 2 dargestellt ist, enthält die Hüftgelenkendoprothese 10 ein in einen Oberschenkel implantierbares Ersatzglied 12, eine implantierbare innere Hüftgelenkpfanne 14 und eine einstückige äußere Hüftgelenkpfanne 16, die die innere Gelenkpfanne 14 umschließt. In dem in F i g. 4, 5 und 6 gezeigten zusammengebauten Zustand bilden diese Bauteile ein künstliches, artikulierbares, anatomisches Hüftgelenk, das geeignet ist, in einem menschlichen Körper zum Ersatz von erkrankten, fehlerhaften oder beschädigten Hüftgelenken implantiert zu werden.

Das Ersatzglied 12 kann eine geeignete und herkömmliche Endoprothese sein und enthält einstückiger Kombination einen Schaft 20, einen Schulterabschnitt 22, einen Halsabschnitt 24 und einen Gelenkkopf

26 (implantierter Zustand siehe F i g. 5), Der Gelenkkopf 26 hat eine sphärische Konfiguration mit einer ununterbrochen glatten und hochpolierten äußeren reibungsarmen Oberfläche. Der sphärische Gelenkkopf 26 endet an einer Hinterkante 28, die einen geeigneten Abstand von der Diametralebene aufweist, die in der Zeichnung durch die diametrale Linie 30 angedeutet ist Die dieser Beziehung beigemessene Bedeutung wird später beschrieben werden.

Nach den F i g. 1 und 4 hat die äußere Gelenkpfanne 16 eine sphärische Konfiguration, die eine zur Aufnahme in die natürliche Hüftgelenkpfanne angepaßte kontinuierliche glatte äußere Oberfläche aufweist

Die innere Oberfläche der äußeren Gelenkpfanne 16 ist in ähnlicher Weise kontinuierlich glatt Die innere Oberfläche der äußeren Gelenkpfanne 16 ist so gestaltet, daß sie einen zylindrischen Teil 36 im Bereich der öffnung 38 und einen einwärts davon und in den zylindrischen Teil 36 übergehenden konischen Teil 40 aufweist Zusätzlich ist die äußere Gelenkpfanne 16 mit einer zentralen zylindrischen Vertiefung 42 versehen. Die innere Gelenkpfanne 14 hat eine einstückige becherförmige, der inneren Oberfläche der äußeren Gelenkpfanne angepaßte, Gestalt Sie ist wahlweise drehfest oder drehbar in die äußere Gelenkpfanne 16 eingesetzt Sie nimmt den Gelenkkopf 26 auf und ermöglicht mit diesem ein künstliches, artikulierbares Gelenk.

Die innere Gelenkpfanne 14 ist aus einem geeigneten elastischen Material hergestellt, das für die Implantation im menschlichen Körper zuträglich ist Zusätzlich besitzt das Material gute Festigkeit, Reibungsarmut und hohe Schmierwirkungseigenschaften. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird Polyäthylen von ultrahohem Molekulargewicht verwendet

Wie insbesondere in F i g. 2 gezeigt nimmt die innere Gelenkpfanne 14 den sphärischen Gelenkkopf 26 in einer mittig ausgebildeten und im wesentlichen kongruenten Höhlung 46 auf. Die Höhlung 46 hat glatte Wände und eine Eintrittsöffnung 48, die das Zurückhalten des Gelenkkopfes 26 besorgt. Die sphärische Höhlung 46 ist geeignet bemessen, um den Gelenkkopf 2-6 genau passend aufzunehmen und allseitig beweglich zu lagern. Die Eintrittsöffnung 48 hat einen solchen Abstand von der Diametralebene 30, daß ihr Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Höhlung 46 und kleiner als der des Gelenkkopfes 26. Dementsprechend behindert oder sperrt die Eintrittsöffnung 48 die freie Bewegung des Gelenkkopfes 26 durch diesen hindurch. Diese Anordnung dient dazu, den Gelenkkopf 26 richtig innerhalb der Höhlung 46 zu halten und verhindert in einer formschlüssigen und einfachen Weise ein Voneinanderlösen oder Ausrenken der Prothesenglieder.

Die Eintrittsöffnung 48 der inneren Gelenkpfanne 14 ist Teil eines allgemein mit 50 bezeichneten Einführ- und Sperrabschnitts 50. Dieser enthält einen glatten und konischen Eingangsabschnitt 52, dessen den kleineren Durchmesser aufweisendes Ende an der Eintrittsöffnung 48 endet. Ein solcher sich verengender Eingangsabschnitt $2 bietet Spielraum für den Halsabschnitt des en Ersatzgliedes 12. Der Eingangsabschnitt 52 erleichtert das Einsetzen des Gelenkkopfes 26 in die Höhlung 46. Das ist von Bedeutung in Situationen, bei denen es erforderlich ist, den Gelenkkopf 26 während einer anschließenden chirurgischen Operation wieder in die innere Gelenkpfanne 14 einzusetzen.

Der Einführ- und Spervabschnitt 50 enthält eine kontinuierliche ringförmige Nut 54, die in der Höhlung 46 an der genannten Diametralebene 30 und in Nachbarschaft zum Eingangsabschnitt 52 gebildet ist Die Nut 54 ist konzentrisch zur sphärischen Höhlung 46 und parallel zum Eingangsabschnitt 52. Diese Orientierung der Nut 54 und des Eingangsabschnitts 52 bildet zwischen diesen eine elastisch verformbare Lippe 56, die eine freie Endfläche 58 aufweist Im unverformten Zustand der Lippe 56 ist die freie Endfläche 58 zu der von der inneren Höhlung 46 definierten sphärischen Krümmung ausgerichtet und bildet die Eintrittsöffnung 48 mit einem ersten Durchmesser. Da die innere Gelenkpfanne 14 aus einem Material hergestellt ist das genügend flexibel ist, verformt sich die Lippe 56 während des Einführvorganges, wie es in F i g. 2 bis 4 dargestellt ist

Wenn der Gelenkkopf 26 relativ zur Höhlung 46 einwärts gedrückt wird, wird die Lippe 56 einwärts verformt wie in Fig.2,2A und 3 dargestellt ist, um die Nut 54 zum Teil zusammenzudrücken. Die Verformung der Lippe 56 kann fortschreiten, bis uir Durchmesser der Eintrittsöffnung 48 zumindest gleich dem Durchmesser des Gelenkkopfes 26 ist

- Dementsprechend kann der Gelenkkopf 26 w die Höhlung 46 eintreten. Die Lippe 56 nimmt dann infolge ihrer Eig'^nelastizität wieder den unverformten Zustand an, wie in Fig.4 durch die voll ausgezogenen Linien angedeutet ist, und die Eintrittsöffnung 48 nimmt ihren normalen Durchmesser an. Im zusammengebauten Zustand bleibt der Gelenkkopf 26 innerhalb der Höhlung 46 eingefangen infolge der Tatsache, daß der Durchmesser der unverformten Eintrittsöffnung 48 kleiner ist als der Durchmesser des sphärischen Gelenkkopfes 26. Es ist möglich, den Gelenkkopf 26 aus der Höhlung herauszuziehen, falls genügend Kraft angewendet wird. Die deformierbare Lippe 56 dient jedoch normalerweise dazu, den Gelenkkopf 26 noch fester in der Höhlung 46 einzufangen und Kräften im Sinne eines Entfernens des Gelenkkopfes aus der Höhlung 46 zu widerstehen, da eine derartige Kraft die Lippe 56 in bezug auf die Höhlung 46 nach außen drückt, so dad die Lippe sich entsprechend der Darstellung in Fig.6 nach außen biegt und im Ergebnis der Durchmesser der Eintrittsöffnung 48 entsprechend verringert wird auf ein Maß, das kleiner ist als der normale Durchmesser der Öffnung. Man erkennt somit, daß eine Anordnung getroffen ist um den Gelenkkopf 26 noch fester in der Höhlung 46 einzufangen, wenn Ausziehkräfte auftreten.

Die Fig.7 zeigt eine Schultergelenkendoprothese, mit einem implantierbaren Ersatzglied 62, das einen sphärischen Gelenkkopf 64 mit glatten und reibungsarmen Charakteristiken aufweist, und einem Schaft 66, der zur Einführung in die entsprechende anatomische Schulterstruktur ausgebildet ist. Es ist eine äußere Gelenkpfanne 68 vorgesehen, die einen tauglichen Schaft 70 mit einer Mehrzahl von gewellten Vorsprüngen 72 aufweist; diese sind so ausgebildet, daß sie die äußere Gelenkpfanne 68 an einer entsprechenden anatomischen Struktur befestigt. Die äußere Gelenkpfanne 68 ist ferner mit einer Höhlung ausgebildet, die eine innere Gelenkpfanne 74 gesichert aufnimmt. Die innere Gelenkpfanne 74 entspricht der inneren Gelenkpfanne 14 der beschriebenen Hüftgelenkendoprothese. Sie enthält einen Eingengsabschnitt 76, eine Nut 78 und eine Lippe 80. Die äußere Gelenkpfanne 68 kann aus Polyäthylen ultrahohen Molekulargewichts hergestellt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Gelenkendoprothese mit einem einen sphärischen Gelenkkopf aufweisenden Ersatzglied und einer elastischen inneren und äußeren Gelenkpfan- -, ne, vor deren halbkugeliger Höhlung zur Aufnahme des Gelenkkopfes ein kreisförmiger Eingangsabschnitt liegt, der sich zur Höhlung hin verengt, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der Diametralebene (30) der Höhlung (46) und in ι ο Nachbarschaft zu dem Eingangsabschnitt (52) geformte kontinuierliche, ringförmige Nut (54) in der inneren Gelenkpfanne (14) eine elastisch verformbare ringförmige Lippe (56) bildet

2. Gelenkendoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der ringförmigen Nut (54) parallel zur Wand des Eingangsabschnitts (52) verlaufen.

3. Gelenkendoprothese nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichoei durch die Anwendung auf eine Hüftgelenkendoprothese.

4. Gelenkendoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Gelenkpfanne (32) aus einem reibungsarmen, elastischen polymeren Material und einer dieses umschließenden metallischen äußeren Gelenkpfanne (16) besteht

5. Gelenkendoprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das polymere Material Polyäthylen von ultrahohem Molekulargewicht ist und daß die äußeirs Gelenkpfanne (16) eine glatte ungebrochene und sphärische Fc"n aufweist