DE2854334B2

DE2854334B2 - Oberschenkel-Hüftgelenk-Endoprothese

Info

Publication number: DE2854334B2
Application number: DE2854334A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr. 8500 Nürnberg Erler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1978-12-15
Publication date: 1981-04-23
Also published as: DE2854334C3; DE2854334A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberschenkel-Hüftgelenk-Endoprothese zur zementlosen Implantation mit einem in Längsrichtung des Oberschenkelknochens verlaufenden, in eine Bohrung des Knochens eingesetzten Schaft und einem in Richtung des Schenkelhalses verlaufenden einen der Gelenkpfanne zugeordneten Gelenkkopf tragenden Schenkelhalsteil, wobei der Schaft einen zylindrischen Rohr- und einen Kopfbereich aufweist, der mit einer Gewindebohrung versehen ist, in die das Schenkelhalsteil eingeschraubt ist.

Eine derartige Endoprothese ist in der DE-OS 25 58 446 beschrieben. Vor dem Einsetzen dieser Prothese sind der gesamte Schenkelhals und wesentliche Teile des Trochantermassivs zu entfernen. Dies stellte einen erheblichen Knochensubstanzverlust bzw. eine wesentliche Knochenschädigung dar. Darüber hinaus besteht die Gefahr von Stellungsfehlern des Schenkelhalsteils. Bei der Prothese nach der DE-OS 25 58 446 hängt deren fester Sitz in Längsrichtung des Knochens allein von dem Sitz des Schaftes ab. Dadurch läßt sich der zum Einwachsen der Prothese erforderliche primäre Halt nicht erreichen. Dies macht eine dauerhafte Verankerung der Endoprothese im Knochen unsicher.

In der DE-OS 23 18 396 ist eine Endoprothese beschrieben, die aus einem Schaft, einem Schafthals und einem Gelenkkopf zusammengestellt ist. Um den Schaft und den Schafthals einsetzen zu können, muß der gesamte Schenkelhals des Knochens entfernt werden.

5.Ί Außerdem muß im Trochantermassiv eine Höhlung zur Aufnahme des Schafthalses geschaffen werden. Der Halt der Endoprothese im Knochen hängt alleine von dem Sitz des Schaftes im Knochen ab. Eine formschlüssige Verbindung, die das Einwachsen der Prothese begünstigen könnte, ist auch hier nicht gegeben.

In der DE-OS 25 14 793 ist eine weitere Endoprothese mit einem Schaft und einem Schenkelhalsteil beschrieben. Auch zum Einsetzen dieser Endoprothese muß der Schenkelhals des Knochens entfernt und das Trochantermassiv weitgehend ausgehöhlt werden. Auch hier müssen also Teile des Knochens entfernt werden, die an sich zur Verankerung der Prothese mit herangezogen werden könnten. Eine formschlüssige

Verankerung der Endoprothese in Zugrichtung ist hier primär durch ein selbstschneidendes Außengewinde des Schaftes gegeben. Das Schenkelhalsteil selbst trägt nicht zur Halterung der Prothese im Knochen bei.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Endoprothese zu gestalten, bei der der natürliche Schenkelhals zum Einsetzen der Endoprothese nicht abgenommen und das Trochantermassiv nicht ausgehöhlt werden muß, sich das Schenkelhalsteil in eine Bohrung des Schenkelhalsstumpfes und der Schaft durch eine Bohrung des Trochantermassivs einsetzen lassen und in die eingesetzte Endoprothese für ein sicheres Einwachsen Spongiosa eingebracht werden kann, wobei der Schaft und das Schenkelhalsteil und die Endoprothese mit dem Knochen verbunden sein sollen.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gewindebohrung in einem dem natürlichen Schenkelhalswinkel entsprechenden Winkel im Kopfbereich des Schaftes angeordnet ist und das Schenkelhalsteil einen Gewindeabschnitt aufweist, jer in die Gewindebohrung eingeschraubt ist, daß im Kopfbereich eine Füllbohrung angeordnet ist, die in den Rohrbereich mündet, und daß der Rohrbereich außen in Längsrichtung verlaufende Rinnen aufweist, an deren Grund Durchbrechungen vorgesehen sind.

Durch die Erfindung ist schon unmittelbar nach der Operation ein fester Sitz der Endoprothese im Knochen gewährleistet, da einerseits der im Markraum Fegende Schaft in Längsrichtung des Knochens gesehen kraftschlüssig fest in dem Knochen sitzt und andererseits das mit dem Schaft starr verbundene Schenkelhalsteil an seinem Umfang von der Bohrung des Schenkelhalsstumpfes und dem Trochantermassiv umschlossen ist. Ein dauerhaft fester Sitz der Endoprothese im Knochen — ohne die Verwendung von Zement — ergibt sich durch den im Endeffekt nach allen Richtungen formschlüssigen Sitz der Endoprothese im Knochen und das Einwachsen der Endoprothese im Knochen, das durch Spongiosa eingeleitet ist, welche sich in den eingesetzten Schaft und gegebenenfalls das eingesetzte Schenkelhalsteil so einbringen lassen, daß sie sich zwischen diesen Endoprothesenteilen und dem Knochen verteilt.

Bei der Operation brauchen der Schenkelhals des Knochens und erst recht das Trochantermassiv für das Einsetzen des Schaftes und des Schenkelhalsteils nicht abgenommen zu werden, so daß eine wesentliche Knochenschädigung, insbesondere ein Knochensubstanzverlust mit dem Einsetzen der Endoprothese nicht verbunden ist. Es bedarf zum Einsetzen der Endoprothese nur zweier verschieden großer Bohrlöcher, nämlich eines größeren axialen und eines kleineren seitlich im Trochantermassiv bzw. dem Schenkelhalsstumpf. Das Entfernen des deformierten oder abgebrochenen Schenkelhalskopfes ist dabei eine unumgängliche Notwendigkeit. Dies bedeutet jedoch keinen ins Gewicht fallenden Substanzverlust.

Dadurch, daß der Schenkelhals bzw. der Schenkelhalsstumpf des Oberschenkelknochens nicht entfernt wird, werden von vornherein Dreh- und Stellungsfehler der Endoprothese vermieden, da die Bohrung, in die das Schenkelhalsteil einzusetzen ist, entsprechend dem Schenkelhalsstumpf ausgerichtet ist.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung weist

Her Kopfbprpirh wenigstens fine rinjckflUSPlcichsbohrung auf, welche in Längsrichtung des Kopfteils verläuft und in den Rohrteil mündet. Damit ist ein biologischer Druckausgleich gewährleiste!, der sich einerseits auf das operierte Bein und andererseits auf das Einwachsen der Endoprothese vorteilhaft auswirkt.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung setzt sich der in den Schaft eingeschraubte Gewindeabschnitt des Schenkelhalsteils an der dem Gelenkkopf gegenüberliegenden Seite in einen Zapfen fort, der aus dem Schaft herausragt und das Trochantermassiv überragt. Es ist damit eine kreuzweise Verankerung erreicht, durch die das am Schaft festsitzende Sohenkelhalstei!

ίο nicht nur innenseitlich im Schenkelhalsstumpf liegt, sondern auch außenseitlich in der Trochanter-Außenwand verankert ist

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen Oberschenkelknochen im Schnitt mit eingesetzter Endoprothese,

F i g. 2 die Endoprothese mit Schaft und Schenkelhalsteil,

F i g. 3 eine Ansicht des Schaftes längs der Linie II I-111 nach F i g. 2 und

F i g. 4 eine Ansicht des Schenkelhalsteils.
Die in einen Oberschenkelknochen 1 eingesetzte Endoprothese besteht aus einem Schaft 2 und einem in diesen eingeschraubten Schenkelhalsteil 3.

Der Schaft 2 weist einen zylindrischen Kopfbereich 4 und einen zylindrischen Rohrbereich 5 auf. Der Rohrbereich 5 muß entsprechend der natürlichen Krümmung des Markraums des Knochens 1 gekrümmt bein (vgl. F i g. 2). F.r reicht bis über die Markraumengstelle Γ hinaus.

Der Außendurchmesser des Kopfbereichs 4 ist wenig größer als der des Rohrbereichs 5. Zur Vermeidung scharfer Kanten ist der Schaft 2 im Übergangsbereich 6 zwischen dem Kopfbereich 4 und dem Rohrbereich 5 ausgerundet (vgl. F i g. 2) und an seinem unteren Ende 7 des Rohrbereichs 5 etwas eingezogen (vgl. F i g. 1).

Das eingezogene offene Ende 7 des Rohrbereichs 5 kann mit Kappe oder Pfropfen verschlossen sein, so daß ein Austreten der in den Rohrbereich 5 einzufüllenden Spongiosa zunächst verhindert ist. Kappe bzw. Pfropfen bestehen aus einer Masse, die sich nach etwa zwei bis drei Wochen im Knochen auflöst, womit dann das Ende 7 wieder offen ist.

Der Rohrbereich 5 ist mit Rinnen 8 versehen. Beispielsweise sind sechs Rinnen 8 am Umfang des Rohrbereichs 5 verteilt. An dem Kopfbereich 4 sind an dessen Umfang verteilte Vertiefungen 9 vorgesehen. Die Rinnen 8 und die Vertiefungen 9 erstrecken sich in Längsrichtung des Schaftes 2. Sie begünstigen ein festes Einwachsen des Schaftes 2 in den Oberschenkelknochen 1. Zusätzlich können hierfür am Umfang des Kopfbereichs 4 verteilte, gegeneinander versetzte, in Einschlagrichtung des Schaftes 2 zulaufende, schmale Leisten 9' vorgesehen sein. Diese sind im Querschnitt keilförmig. Sie weisen an dem Ende, welches ihrem in den Kopfbereich 4 übergehenden Ende gegenüberliegt, eine Abfallflanke 9" auf. Im Endergebnis wirken diese Leisten 9' als Widerhaken gegen ein Auswandern des Schaftes 2. In Fig.2 sind beispielsweise zwei solcher Leisten 9' dargestellt.

Im Kopfbereich 4 sind sich von dessen oberen Ende 10 in den Rohrbereich 5 erstreckende Druckausgleichsbohrungen 11 vorgesehen. Die Druckausgleichsbohrun-

fts (jpn 11 liönn^n yr*r Wundschluß mit entsprechenden Plastikschläuchen armiert werden. Diese Plastikschläuche bleiben — mit einer Markierung versehen — unter der Hautdecke liegen und können so jederzeit unschwer

für gegebenenfalls notwendige Maßnahmen im Innern des Markraums bzw. des Rohrbereichs 5 des Schaftes 2 benutzt werden. Außerdem weist der Kopfbereich 4 eine koaxiale Füllbohrung 12 auf. die der Einfüllung von Spongiosa dient. Die Füllbohrung 12 mündet an einem im Rohrbereich 5 liegenden Fortsatz 13 in das Innere des Rohrbereichs 5. Die Füllbohrung 12 mündet somil unterhalb der Druckausgleichsbohrungen 11 in den Rohrbereich 5, so daß ein Verstopfen der Druckausgleichsbohrungen 11 beim Einfüllen der Spongiosa vermieden ist.

Die Rinnen 8 sind an ihrem Grund mit einer Vielzahl von in den Hohlraum des Rohrbereichs 5 mündenden Durchbrechungen 14 versehen, durch die Spongiosaabsonderung in die Rinnen 8 eintreten kann und damit in Kontakt mil dem Knochen 1 gelangt.

Im Bereich des oberen Endes des Kopfbereichs 4 ist weiterhin eine durchgehende Querbohrung 15 für den Ansatz eines Ausschlaggeräts vorgesehen.

Zur Festlegung des Schenkelhalsteils 3 ist in dem Kopfbereich eine Gewindebohrung 16 vorgesehen. Deren Achse liegt entsprechend des natürlichen Schenkelhalswinkels um 130° zur Längsachse des Kopfbereichs 4. Die Achse der Gewindebohrung 16 liegt nicht genau in der Ebene der Krümmung des Rohrbereichs 5, sondern ist dieser gegenüber entsprechend der körpereigenen Antetorsion von 15° versetzt. Die Qiierbohrung 15 ist am Umfang des Kopfbereichs 4 ebenso ausgerichtet wie die Gewindebohrung 16. Damit ist erreicht, daß beim Einsetzen des Schaftes in den Knochen ein in die Querbohrung eingesteckter Stab die Lage der Gewindebohning im Trochantermassiv anzeigt, so daß das Ausrichten des Schaftes 2 im Knochen auf einfache Weise möglich ist.

Das Schenkelhalsteil 3 weist einen der Gewindebohrung 16 entsprechenden Gewindeabschnitt 17 auf. An diesen schließt sich ein Zapfen 18 an, der den Kopfbereich 4 und bei eingesetzter Endoprothese das Trochantermassiv 1" des Oberschenkelknochens 1 etwa um 1 bis 2 cm überragt (vgi. Fig. 1). Der Zapfen 18 kann zur Verbesserung des Sitzes im Knochen mit einem Außengewinde versehen sein, das die gleiche Steigung u. ie der Gewindeabschnitt 17 aufweist.

An der dem Zapfen 18 gegenüberliegenden Seite des Gewindeabschnitts 17 ist ein unabnehmbarer Federring 19 angeordnet, der bei in die Gewindebohrung 16 eingeschraubten Gewindeabschnitt 17 die Gewindegänge unter Spannung hält. Es ist hierfür im Kopfbereich 4 eine Sackbohrung 20 vorgesehen, an deren in die Gewindebohning 16 übergehenden Grund sich der Federring 19 abstützt. Eine der beschriebenen Leisten 9' ist so unterhalb der Sackbohrung 20 angeordnet, daß an ihrer Abfallflanke 9" das Schenkelhalstei! 3 anliegt (vgl. F i g. 2). Dadurch ist eine zusätzliche Stützung des Schenkelhalsteils 3 unter Belassung gewährleistet.

Ar. dem Schenkelhalsteil 3 ist ein Halsabschnitt 21 ausgebildet, dessen Durchmesser größer als der des Gewindeabschnitts 17 ist. Der Halsabschnitt 21 weist in seinem dem Gewindeabschnitt 17 naheliegenden Bereich an dessen Umfang verteilte Rinnen 23 auf, welche mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 24 versehen sind, die in eine durchgehende Innenbohrung 25 des Schenkelhalsteils 3 münden. Wie bereits an Hand der Rinnen 8 und der Durchbrechungen 14 beschrieben, kann das Schenkelhalsteil 3 unter anderem durch die Innenbohrung 25 und durch die Durchbrechungen 24 in die Rinnen 23 umwachsen werden. In seinem dem Gewindeabschnitt 17 abgewandten Bereich ist der Halsabschnitt 21 mit einem Außengewinde 26 versehen, das die gleiche Steigung wie der Gewindeabschnitt 17 aufweist. Das Außengewinde 26 verankert sich beim

^r> Einsetzen des Schenkelhalsteils im Schenkelhals (vgl. F i g. 1) und verbessert damit den Sitz.

Das Schenkelhalsieil 3 ist an seinem dem Zapfen 18 gegenüberliegenden Ende mil einem Ansatz 27 versehen, der so ausgebildet ist, daß sich an ihm ein handelsüblicher Gelenkkopf anbringen läßt. Soll ein metallischer Gelenkkopf aufgesetzt werden, dann wird der Ansatz 27 mit einem Gewinde versehen sein. Soll ein keramischer Kopf aufgesetzt werden, dann kann hierfür der Ansatz 27 konisch ausgebildet ic in. Der Ansatz 27 wird zylindrisch ausgebildet, wenn ein Gelenkkopf vorgesehen ist. der auf dem Ansatz 27 drehbar sein soll. Ein derartiger drehbarer metallischer Kopf ist funktionell günstig, da dabei nicht nur eine Relativbewegung des Gelenkkopfes in der Gelenkpfanne, sondern auch eine Relativbewegung zwischen dem Gelenkkopf und dem Ansatz 27 möglich ist. In Fig. 2 ist ein Gelenkkopf 28 angedeutet.

Der Schaft 2 und das Schenkelhalsteil 3 sind aus einer körperfreundlichen metallischen Legierung oder einem anderen geeigneten Material hergestellt.

Der Rohrbereich 5 kann auch in Längsrichtung geschlitzt sein, so daß er im Markraum des Knochens federnd anliegt.
Ein festes Anziehen des Schenkelhalsteils 3 läßt sich beispielsweise dadurch erleichtern, daß in dem Ansatz 27 eine Querbohrung 30 für einen entsprechenden Steckschlüssel vorgesehen ist.

Mit der beschriebenen Endoprothese ist bereits unmittelbar nach der Operation eine vielfache mechanisehe Verankerung gegeben, so daß funktionelle Belastungen keiner besonderen Beschränkung unterliegen. Die Endoprothese ist unmittelbar nach dem Einsetzen durch Kraftschluß ihres Rohrbereichs 5 und ihres Kopfbereichs 4 im Oberschenkelknochen 1 und insbesondere durch Formschluß des mit dem Kopfbereich 4 verschraubten Schenkelhalsteils 3 im Schenkelhalsstumpf Γ" und in der Außenwandung des Trochantermassivs 1" gehalten. Im Laufe der Zeit tritt nach medizinischer Erfahrung eine definitive Verfestigung der Verankerung durch das durch die beschriebene Maßnahmen begünstigte Einwachsen der Endoprothese in den Knochen ein.

Für unterschiedliche Knochenabmessungen lassen sich verschiedene Schenkelhalsteile mit unterschiedlichen Längen ihrer Halsabschnitte 21 bereithalten.

Es kann auch der aus Kopfbereich 4 und Rohrbereich 5 bestehende Schaft 2 als Rohling — ohne Bohrungen 16. 20— bereitgehalten werden. Die Gewindebohrung 16 und die Sackbohrung 20, sowie gegebenenfalls die Querbohrung 15 werden dann vor der Operation nach den jeweiligen morphologischen Verhältnissen hinsichtlich Schenkelhalswinkel und Antetorsionswinkel des Patienten entsprechend im Kopfbereich 4 gefertigt
Es ist aber auch möglich für spezielle Fälle, bei denen der Antetorsionswinkel des Patienten nicht 15°, sondern beispielsweise 30° beträgt den Kopfbereich 4 und den Rohrbereich 5 des Schaftes 2 als zwei aneinander festlegbare Bauteile auszubilden. Es ist damit möglich, die Gewindebohrung des Kopfbereichs gegenüber der Krümmung des Rohrbereichs so auszurichten, daß die gegenseitige Lage von Krümmung und Gewindebohrung den jeweiligen Verhältnissen anzupassen ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Oberschenkel-Hüftgelenk-Endoprothese zur zementlosen Implantation mit einem in Längsrichtung des Oberschenkelknochens verlaufenden, in eine Bohrung des Knochens eingesetzten Schaft und einem in Richtung des Schenkelhalses verlaufenden, einen der Gelenkpfanne zugeordneten Gelenkkopf tragenden Schenkelhalsteil, wobei der Schaft einen zylindrischen Rohr- und einen Kopfbereich aufweist, der mit einer Gewindebohrung versehen ist, in die das Schenkelhalsteil eingeschraubt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindebohrung (16) in einem dem natürlichen Schenkelhalswinkel entsprechenden Winkel im Kopfbereich (4) des Schaftes (2) angeordnet ist, daß der Schenkelhalsteil (3) einen Gewindeabschnitt (17) aufweist, der in die Gewindebohrung (16) eingeschraubt ist, daß im Kopfbereich (4) eine Füllbohrung (12) angeordnet ist, die in den Rohrbereich (5) mündet, und daß der Rohrbereich (5) außen in Längsrichtung verlaufende Rinnen (8) aufweist, an deren Grund Durchbrechungen (14) vorgesehen sind.

2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbereich (5) über die Markraumengstelle (V) des Knochens (1) hinaus reicht, entsprechend der natürlichen Krümmung des Oberschenkelknochens gekrümmt ist und daß die Krümmungsebene gegen die Achse der Gewindebohrung (16) im natürlichen Antetorsionswinkel versetzt ist.

3. Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbereich (5) in Längsrichtung geschlitzt ist.

4. Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrbereich (5) an seinem dem Kopfbereich (4) gegenüberliegenden Ende (7) mit einem Pfropfen versehen ist. der sich nach einiger Zeit auflöst.

5. Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich (4) wenigstens eine Druckausgleichsbohrung

(11) aufweist, welche in Längsrichtung des Kopibereichs (4) verläuft und in den Rohrbereich (5) mündet.

6. Endoprothese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Füllbohrung

(12) näher bei dem Kopfbereich (4) gegenüberliegenden Ende (7) liegt als die Mündung der Druckausgleichsbohrung (11).

7. Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopfbereich (4) an seinem Außenumfang mit Vertiefungen (9) versehen ist.

8. Endoprothese nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (9) sich in Längsrichtung erstrecken.

9. Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Rohrbereich (5) abgewandten Ende des Kopfbereichs (4) eine Queroohrung (15) vorgesehen ist, die am Umfang des Kopfbereichs (4) entsprechend der Gewindebohrung (16) als Orientierungshilfe beim Einsetzen des Schaftes (2) ausgerichtet ist.

10. Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der in den Schaft (2) eingeschraubte Gewindeabschnitt (17)

des Schenkelhalsteils (3) an der dem Gelenkkopf (28) gegenüberliegenden Seite in einen Zapfen (18) fortsetzt, der aus dem Schaft (2) herausragt und dessen Länge so bemessen ist, daß er das Trochantermassiv (1") zur weiteren Verankerung überragt

11. Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schenkelhalstei¹ (3) mit einer durchgehenden, konzentrischen Innenbohrung (25) und mit Durchbrechungen (24) versehen ist.

12. Endoprothese nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (24) des Schenkelhalsteils (3) am Grund von Rinnen (23) vorgesehen sind, die am Halsabschnitt (21) in Längsrichtung des Schenkelhalsteils (3) verlaufen.

13. Endoprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Schenkelhalsteil (3) anschließend an den Gewindeabschnitt (17) ein Federring (19) aufgesetzt, ist, der die Gewindepaarung(16,17) verspannt