DE2822585A1

DE2822585A1 - Endoprothese mit einem schalenfoermigen gelenkteil, insbesondere hueftpfanne

Info

Publication number: DE2822585A1
Application number: DE19782822585
Authority: DE
Inventors: Helmut D Link
Original assignee: Waldemar Link GmbH and Co KG
Current assignee: Waldemar Link GmbH and Co KG
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1979-11-29
Also published as: DE2822585C3; DE2822585B2

Description

Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Endoprothese mit einem schalenförmigen Gelenkteil aus flexiblem Werkstoff, insbesondere auch eine Hüftpfanne.
Totale Hüftgelenkprothesen bestehen aus einem den Oberschenkelkopf ersetzenden Metallkopf oder einer den Femurkopf bedeckenden Metallkappe und eier Kunststoffpfanne aus hochmolekularem Polyäthylen als die das Gegenstück bildende, sogenannte Hüftpfanne. Diese Hüftpfanne wird in das Acetabulum einzementiert. Es ist bekannt, daß an beiden Komponenten Lockerungen auftreten können, d. h. die Verbindung zwischen Implantat und Knochenzement und/oder zwischen Knochenzement und Knochen wird durch biologische und mechanische Einflüsse zerstört.
Insbesondere bei dünnschaligen Hüftpfannen aus Kunststoff sind solche Lockerungen beobachtet worden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lockerungsgefahr bei dem schalenförmigen Gelenkteil von Endoprothesen zu verringern.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß der Gelenkteil mit Einrichtungen zur Hemmung der Übertragung von Ringspannungen versehen ist, die vorzugsweise von Einschnitten oder Streifen geringerer Festigkeit gebildet sind, die zweckmäßigerweise meridial verlaufen.
Die Erfindung beruht auf folgender Beobachtung. Ein Ringquerschnitt der Schale, der einer radialen Kraftkomponente unterworfen wird, neigt zu ovaler Verformung. Nur in der Richtung, in welcher die Kraft wirkt, wird er gegen die ihn abstützende Zementschicht und den dahinter liegenden Knochen gepreßt. In der dazu quer liegenden Radialrichtung wird er hingegen von diesen stützenden Teilen abgehoben.
Eine abhebende Wirkung kann auch in dem der Kraftrichtung diametral erltgegengesetzten liegenden Querschnittsteil auftreten. Diese abhebende Wirkung beruht darauf, daß Ringspannungen in dem betrachteten Querschnitt übertragen werden.
Wird die Übertragung solcher Spannungen gemäß der Erfindung verhindert oder eingeschränkt, so kann die Schale zwar in der Kraftrichtung ausweichen, jedoch werden die nicht unmittelbar belasteten Bereiche des Ringquerschnitts nicht von der stützenden Fläche abgehoben.
Dieses Prinzip gilt vornehmlich für konkave Schalen, die von innen nach außen belastet werden, wie die bereits erwähnten Hüftpfannen. Analog ist der Erfindungsgedanke aber auch für den umgekehrten Fall anwendbar, daß eine konvexe Kappe von außen her beansprucht wiid und der belastete Teil radial nach innen nachgibt, wobei die seitlich daran angrenzenden, quer zur Belastungsrichtung liegenden Teile radial nach außen gedrängt und damit von der Unterstützungsfläche abgesprengt werden können.
Diese Effekte zeigen sich vornehmlich bei dünnen Schalen aus flexiblen Werkstoff.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 das Verformungsschema in einem Pfannen- Ringquer schnitt; Fig. 2 und 3 eine Draufsicht und eine Seitenansicht auf eine Hüftpfanne und Fig, 4 ,5 und 6 Teilschnitte durch Hüftpfannen.
In Fig. 1 ist der im entspannten Zustand kreisförmige Querschnitt eines schalenförmigen Gelenkteils mit durchgezogener Linie 1 gezeigt. Unter einer Belastung mit der radialen Komponente 2 wird der belastete Teil der Pfanne im Sinne der gestrichelten Linie 3 nach außen verformt. Da der Werkstoff sich einer Dehnung in Umfangsrichtung widersetzt, führen die in dem betrachteten Querschnitt entstehenden Ringspannungen in den quer zur Kraftrichtung 2 liegenden Ringbereichen 4 zu einer radial nach innen gerichteten Kraft 5, die somit im Sinne einer Lösung der Schale von den unterstützenden Flächen gerichtet ist. Auch im Bereich 6 gegenüber dem unmittelbar beanspruchten Bereich 3 mag eine gewisse Kraft 7 in Löserichtung auftreten. Die Entstehung der Kräfte 5 und 6 wird verhindert, wenn die Übertragung von Ringspannungen durch bei 8 angeordnete Trenneinrichtungen zwischen benachbarten Ringabschnitten unterbunden wird.
Diese Einrichtungen sind in dem Ausführungsbeispiel einer Hüftpfanne gemäß Fig. 2 und 3 als Schlitze 9 ausgebildet, die meridial verlaufen und vier gleiche Pfannenabschnitte voneinander trennen. Eine Radialkraft, die auf einen dieser Abschnitte wirkt, vermag sich nicht durch Ubertragung von Ringspannungen auf die benachbarten Abschnitte auszuwirken.
Die Pfanne kann im übrigen konventionell ausgebildet sein.
Insbesondere kann sie mit den üblichen Einrichtungen auf der Außenfläche zur formschlüssigen Verbindung mit der Zementschicht versehen sein. Selbstverständlich kann eine größere Zahl von Einschnitten 9 vorgesehen sein, wenn man die an jeder einzelnen dieser Stellen auftretenden Relativbewegungen durch Verteilung auf eine große Zahl verringern will.
Die Fig. 4 bis 6 zeigen andere Einrichtungen zur Hemmung der Übertragung von Ringspannungen. Im Falle der Fig. 4 sind diese als Streifen mit einer geringeren Wanddicke ausgeführt, die im Querschnitt zickzackförmig oder gebogen verläuft, um in Umfangsrichtung (also in der Zeichenebene) verlaufenden Kräften besser nachgeben zu können.
Fig. 5 zeigt einen der Fig. 4 entsprechenden Teilquerschnitt durch einen Streifen verringerter Dicke in der Schale. Die Wanddicke ist in dem Streifen so stark reduziert, daß sich das Material im Streifenbereich unter den atlftretenden Kräften elastisch oder plastisch verformen kann. Die Ausführungen gemäß Fig.
4 und 5 haben gegenüber derjenigen gemäß Fig. 2 und 3 den Vorteil, daß sie das Eindringen von Knochenzement in den Gleitbereich des Gelenks verhindern.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Dehnfuge in überlappender Anordnung, die eine leichte Relativbewegung gestattet und gleichfalls den Eintritt von Knochenzement in den Gleitbereich des Gelenks verhindert.
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Claims

Endoprothese mit einem schalenförmigen Gelenkteil, insbesondere Hüftpfanne Ansprüche 1. Endoprothese mit einem schalenförmigen Gelenkteil, insbesondere Hüftpfanne, aus flexiblem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkteil mit Einrichtungen (9) zur Hemmung der Ubertragung von Ringspannungen versehen 2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Hemmung der Übertragung von Ringspannungen von Einschnitten (9) gebildet sind.

3. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennze chnet, daß die Einrichtungen zur Hemmung der Übertragung von Ringspannungen von Streifen mit in Ringrichtung geringerer Festigkeit gebildet sind.

4. Endoprothese nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnitte oder Streifen meridial verlaufen.