DE2822585C3 - Schalenfdrmiges Gelenkteil für eine Endoprothese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein schalenförmiges Gelenkteil für eine Endoprothese aus flexiblem Werkstoff, insbesondere eine Hüftpfanne.

Totale Hüftgelenkprothesen bestehen aus einem den Oberschenkelkopf ersetzenden Metallkopf oder einer den Femurkopf bedeckenden Metallkappe einerseits und einer das Gegenstück bildenden Hüftpfanne aus hochmolekularem Polyäthylen, die in das Acetabulum einzementiert wird (DE-OS 25 12 407). 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 Lockerungen beobachtet worden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lockerungsgefahr durch Ringspannungen bei einem schalenförmigen Gelenkteil für Endoprothesen zu verringern.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß der Gelenkteil mit im wesentlichen meridial verlaufenden Aussparungen zur Hemmung der Übertragung von Ringspannungen versehen ist, die vorzugsweise von Schlitzen gebildet sind. Die Aussparungen sind zweckmäßigerweise von in Ringrichtung nachgiebigen Materialstreifen überbrückt.

Die Erfindung beruht darauf, daß ein Ringquerschnitt des schalenförmigen Gelenkteiles, der einer radialen Kraftkomponente unterworfen wird, zu ovaler Verformung neigt. 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 entgegengesetzt liegenden Querschnittsteil auftreten. Diese abhebende Wirkung beruht darauf, daß Ringspannungen in dem betrachteten Querschnitt übertragen werden. Wird die Übertragung solcher Spannungen durch meridial verlaufende Aussparungen verhindert oder eingeschränkt, so kann das schalenförmige Gelenkteil zwar in der Kraftrichtung ausweichen, jedoch werden die nicht unmittelbar belasteten Bereiche des Ringquerschnius nicht von der stützenden Fläche abgehoben.

Dieses Prinzip gilt vornehmlich für konkave schalenförmige Gelenkteile, 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 wird 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 Unterstützur.gsfläche abgesprengt werden können.

Diese Effekte zeigen sich vornehmlich bei dünnen schalenförmigen Gelenkteilen aus flexiblem Werkstoff. Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele erläutert. Darin zeigt

Fig. 1 das Verformungsschema in einem Pfannen-Ringquerschnitt

F i g. 2 u. 3 eine Draufsicht und eine Seitenansicht auf eine Hüftpfanne und

F i g. 4,5 u. 6 Teilschnitte durch Hüftpfannen.

In F i g. 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 bleastete Teil des schalenförmigen Gelenkteiles 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 Lockerung des schalenförmigen Gelenkteiles von den unterstützenä'i den Flächen gerichtet ist. Auch im Bereich 6 gegenüber dem unmittelbar beanspruchten Bereich 3 mag eine gewisse Kraft 7 in Lockerungsrichtung auftreten. Die Entstehung der Kräfte 5 und 6 wird verhindert, wenn die Übertragung von Ringspannungen durch bei 8 angeord- !"> nete Schlitze zwischen benachbarten Ringabschnitten unterbunden wird.

Diese Schlitze verlaufen in dem Ausführungsbeispiel einer Hüftpfanne gemäß Fig.2 und 3 meridial und trennen vier gleiche Ringabschnitte voneinander. Eine Radialkraft, die auf einen dieser Ringabschnitte wirkt, vermag sich nicht durch Übertragung von Ringspannungen auf die benachbarten Ringabschnitte auszuwirken. Der schalenförmige Gelenkteil kann im übrigen konventionell ausgebildet sein. Insbesondere kann sie ■13 mit den üblichen Einrichtungen auf der Außenfläche zur formschlüssigen Verbindung mit der Zementschicht versehen sein. Selbstverständlich kann eine größere Zahl von Schlitzen vorgesehen sein, wenn man die an jeder einzelnen dieser Stellen auftretenden Relativbewegungen durch Verteilung auf eine große Zahl verringern will.

Die F i g. 4 bis 6 zeigen Aussparungen zur Hemmung der Übertragung von Ringspannungen, die von in Ringrichtung nachgiebigen Materialstreifen überbrückt « sind. Im Falle der F i g. 4 sind diese Materialstreifen mit einer geringeren Wanddicke ausgeführt im Querschnitt zickzackförmig oder gebogen, um in Umfangsrichtung (also in der Zeichenebene verlaufenden Kräften besser nachgeben zu können.

ho Bei der Ausführung gemäß F i g. 5 ist die Wanddicke in dem Materialstreifen so stark reduziert, daß sich das Material im Streifenbereich unter den auftretenden Kräften elastisch oder plastisch verformen kann. Die Ausführungen gemäß F i g. 4 und 5 haben gegenüber ι, lerjenigen 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 Ausfüh-

m, bei der die Aussparung von einer Dehnfuge appender Anordnung überdeckt ist, die eine Relativbewegung gestattet und gleichfalls den von Knochenzement in den Gleiibereich des verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Schalenförmiges Gelenkteil für eine Endoprothese aus flexiblem Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkteil mit im wesentlichen meridial verlaufenden Aussparungen (8) zur Hemmung der Übertragung von Ringspannungen versehen ist.

2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen Schlitze (8) sind.

3. Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen von in Ringnchtung nachgiebigen Materialstreifen überbrückt sind.