DE3341724C1

DE3341724C1 - Hüftgelenkspfannen-Endoprothese

Info

Publication number: DE3341724C1
Application number: DE19833341724
Authority: DE
Inventors: Lorenzo Dr. Finale Ligure Spotorno
Original assignee: Protek AG
Current assignee: Protek AG
Priority date: 1983-11-18
Filing date: 1983-11-18
Publication date: 1984-12-13

Description

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei für eine gegebene Pfannengröße möglichst geringer Pfannenmasse die Bewegungsfreiheit für den Femur zu vergrößern, ohne den festen Sitz und den Widerstand des Pfannenkörpers gegen Verformungen zu beeinträchtigen. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch, daß die zur Rotationssymmetrieachse parallele Pfanneninnenschalenachse der den Gelenkkopf aufnehmenden Innenschale gegen die Rotationssymmetrieachse versetzt ist, und daß der Pfannenkörper von der Pfanneninnenschale nach außen aus der Äqua torebene spitzwinklig zurückspringende Abschrägungen aufweist, wobei die Schnittlinien, die die Abschrägungen mit der Äquatorebene bilden, einerseits einen spitzen Winkel einschließen und andererseits vom Schnittpunkt der Rotationssymmetrieachse mit der Äquatorebene verschieden große Minimalabstände auf- weisen.
Das an sich bekannte erste Merkmal bewirkt, daß die Pfannendicke auf einer Seite - und zwar auf der proximalen Seite, d. h. auf der Seite einer durch die Rotationssymmetrieachse gehenden Mittelebene, auf der die Zapfen herausragen - größer ist als auf der distalen Seite, womit ohne unnötige Vergrößerung der Pfannenmasse eine Verstärkung der stärker belasteten proximalen Seite erreicht wird. Die Abschrägungen haben vor allem das Ziel, den Rand der Pfanne weitgehend an die Konturen des Beckenknochens anzupassen und die Bewegungsfreiheit des in der Pfannenschale bewegten Gelenkkopfes zu vergrößern, ohne daß das Luxationsrisiko erhöht wird. Darüber hinaus wird die Pfannenmasse durch die Abschrägungen zusätzlich verringert.
Für eine Optimierung der Pfanne hat es sich als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Abschrägung, die ~von einer die Rotationssymmetrieachse enthaltenden Mittelebene aus gesehen - zur Radialebene der Zapfenachsen gelegen ist, mit der Mittelebene einen Winkel von 180 bis 220 bildet, wobei der Minimalabstand der Schnittlinie vom Schnittpunkt 5 bis 7 mm beträgt, oder wenn die andere Abschrägung mit der gleichen Mittelebene einen Winkel von 80 bis 120 und der entsprechende Minimalabstand ihrer Schnittlinie vom Schnittpunkt 13 bis 17 mm betragen.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Zapfenachsen in der Radialebene in Richtung des sich öffnenden Winkels der beiden Schnittlinien der Abschrägungen geneigt sind, um eine verbesserte Anpassung der Zapfenachsen an die Hauptbelastungsrichtung zu erreichen.
Die weitgehend unsymmetrische Ausbildung der neuen Pfanne macht es notwendig, für die rechte und die linke Hüfte unterschiedliche Pfannen bereit zu halten.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert Fig. list eine Aufsicht in Richtung der Rotationssymmetrieachse auf den Scheitelbereich des Pfannenkörpers.
F i g. 2 ist eine Seitenansicht von F i g. 1 in Richtung des Pfeiles A.
Fig. 3 ist in Richtung des Pfeiles B von Fig. 4 gesehen eine Aufsicht in der zur F i g. 1 entgegengesetzten Richtung, und Fig. 4 gibt im Schnitt IV-IV von Fig. 3 eine in ein Becken implantierte Pfanne wieder.
F i g. 1 und 2 verdeutlichen, in welcher Weise die beiden Zapfen 1 und 2 aus dem halbkugelförmigen Pfannenkörper 3 herauswachsen. Die Zapfen 1 und 2 sind in Durchmesser und Länge verschieden; für das Einwachsen von Gewebe weisen sie im Umfang eine bzw. zwei Rillen 6 auf. Die Außenfläche des Pfannenkörpers 3 ist mit einer Vielzahl unregelmäßig verteilter Vertiefungen 10 versehen, in die im Laufe der Zeit Gewebe einwächst.
Die durch die Achsen 4 und 5 der Zapfen 1 und 2 gebildete Radialebene 9 (F i g. 4) bildet mit der Mittelebene 7, die die Rotationssymmetrieachse 8 für die Erzeugung der Halbkugelform des Pfannenkörpers 3 enthält, einen Winkel a von etwa 250 (F i g. 4).
In der Radialebene 9 sind die Zapfenachsen 4 und 5 gegen die mit der Rotationssymmetrieachse 8 zusammenfallenden Normale der Äquatorebene 11 des Pfannenkörpers 3 gleichsinnig und parallel zueinander um einen Winkel ,8 von 100 geneigt. Durch diese Neigung wird eine verbesserte Anpassung der Zapfenachsen 4 und 5 an die Hauptbelastungsrichtung erreicht.
Erfindungsgemäß ist die Achse 12 (F i g. 4) der eigentlichen Pfanneninnenschale 13 gegen die Rotationssymmetrieachse 8 der Außenform des Pfannenkörpers 3 -wenn man die in ein Becken 20 (Fig.4) implantierte Pfanne betrachtet - nach »distal« versetzt, so daß die Wanddicke in der proximalen »Hälfte« des Pfannenkörpers 3, aus der auch die Zapfen 1 und 2 herausragen, dicker als auf der distalen Seite der Rotationssymmetrieachse 8 bzw. der Mittelebene 7 ist.
Gleichzeitig ist der Rand des Pfannenkörpers 3 beidseitig der Mittelebene 7 (F i g. 3) mit Abschrägungen 14 und 15 versehen, die von der Kante der Pfanneninnenschale 13 nach außen spitzwinklig aus der Äquatorebene 11 zurückspringen; diese Abschrägungen 14 und'15 schneiden die Äquatorebene 11 in den Schnittlinien 16 und 17, die unter einem spitzen Winkel y, der etwa 300 beträgt, und dessen Scheitelpunkt der Neigung der Zapfenachsen 4 und 5 entgegengerichtet ist, zusammenlaufen.
Mit der Mittelebene 7 bildet die Schnittlinie 16 der Abschrägung 14 einen Winkel davon etwa 20°, wobei ihr senkrechter Abstand a (Fig. 3) vom »Mittelpunkt« des Pfannenkörpers 3, d. h. vom Schnittpunkt 18 der Rotationssymmetrieachse 8 mit der Äquatorebene 11, etwa 6 mm beträgt. Die zweite Abschrägung 17 schließt mit der Mittelebene 7 einen Winkel s von 10° ein und hat vom Schnittpunkt 18 einen vertikalen Abstand b von 15 mm. Wie bereits erwähnt, wird durch die Abschrägungen 14 und 15 eine optimale Anpassung des Pfannenrandes an die Anatomie des Beckenknochens 20 (F i g. 4) erzielt und dadurch die Bewegungsfreiheit des Gelenkkopfes ohne die Gefahr von Luxationen vergrößert.
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Claims

Patentansprüche: 1. Hüftgelenkspfannen-Endoprothese mit halbkugelförmigem Pfannenkörper zur zementfreien Verankerung im Beckenknochen, bei der aus dem Pfannenkörper zwei Verankerungszapfen herausragen und die durch die Achsen der Verankerungszapfen definierte Radialebene einen spitzen Winkel mit einer die Rotationssymmetrieachse des Pfannenkörpers enthaltenden Mittelebene bildet, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die zur Rotationssymmetrieachse (8) parallele Pfanneninnenschalenachse (12) der den Gelenkkopf aufnehmenden Innenschale (13) gegen die Rotationssymmetrieachse (8) versetzt ist, und daß der Pfannenkörper (3) von der Pfanneninnenschale (13) nach außen aus der Äquatorebene (11) spitzwinklig zurückspringende Abschrägungen (14, 15) aufweist, wobei die Schnittlinien (16, 17), die die Abschrägungen (14, 15) mit der Äquatorebene (11) bilden, einerseits einen spitzen Winkel (y) einschließen und andererseits vom Schnittpunkt (18) der Rotationssymmetrieachse (8) mit der Äquatorebene (11) verschieden große Minimalabstände (a, b) aufweisen.
2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschrägung (14), die - von einer die Rotationssymmetrieachse (8) enthaltenden Mittelebene (7) aus gesehen - zur Radialebene (9) der Zapfenachsen (4, 5) gelegen ist, mit der Mittelebene (7) einen Winkel (# von 180 bis 220 bildet und der Minimalabstand (a) der Schnittlinie (16) vom Schnittpunkt (18) 5 bis 7 mm beträgt.
3. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Abschrägung (15) mit der gleichen Mittelebene (7) einen Winkel (e) von 80 bis 120 bildet und der entsprechende Minimalabstand (b) ihrer Schnittlinie (17) vom Schnittpunkt (18) 13 bis 17 mm beträgt
4. Endoprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfanneninnenschale (12) auf der von der Radialebene (9) abgewandten Seite der Mittelebene (7) liegt.
5. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfenachsen (4,5) in der Radialebene (9) in Richtung des sich öffnenden Winkels der beiden Schnittlinien (16, 17) der Abschrägungen (14, 15) geneigt sind.

Die Erfindung betrifft eine Hüftgelenkspfannen-Endoprothese mit halbkugelförmigem Pfannenkörper zur zementfreien Verankerung im Beckenknochen, bei der aus dem Pfannenkörper zwei Verankerungszapfen herausragen und die durch die Achsen der Verankerungszapfen definierte Radialebene einen spitzen Winkel mit einer die Rotationssymmetriachse des Pfannenkörpers enthaltenden Mittelebene bildet.

Bei einer zementfreien Verankerung von künstlichen Hüftgelenkspfannen im Beckenknochen sind unterschiedliche, sich zum Teil gegenseitig ausschließende Forderungen zu erfüllen. So besteht beispielsweise auf der einen Seite die generelle Forderung, die als Fremdkörper ins Knochengewebe eingepflanzte Pfanne so klein wie möglich zu dimensionieren, um einerseits die Substanzverluste an Gewebesubstanz und andererseits die zu implantierende Masse des künstlichen Fremdkörpers so gering wie möglich zu halten. Unter dem Gesichtspunkt der Substanzerhaltung an Knochensubstanz sind daher mindestens annähernd halbkugelförmige Pfannen (US-PS 37 81 918) denjenigen mit einer kegelstumpf- oder zylinderförmigen (DE-AS 23 14 175) Grundform vorzuziehen.

Auf der anderen Seite erfordern die zu übertragenden Belastungen eine feste Verankerung im Beckenknochen und eine gute Kraftübertragung besonders in Richtung der Hauptbelastung, die bekanntlich unter einem Winkel von etwa 60° bis 700 zur Äquatorebene der Pfanne verläuft; die Pfanne nach dem erwähnten US-Patent weist daher zwei in die Hauptbelastungsrichtung weisende Verankerungszapfen auf.

Sofern die Pfannenkörper aus Kunststoff bestehen, neigen sie unter den dauernden Belastungen weiterhin zu plastischen Verformungen, die zu Veränderungen ihrer Schalenfläche führen. Dadurch wird die Kongruenz der eine Gleitfläche des Gelenks bildenden Oberfläche der Pfanneninnenschale mit der anderen Gleitfläche, die von der Oberfläche des Gelenkkopfes gebildet wird, gestört, was zu erhöhtem Abrieb führt. Es besteht daher die Forderung, daß die Hüftgelenkspfanne als Ganzes möglichst fest und starr sein soll, so daß sie sich bei Bewegungen des Gelenks nicht verformt.

Besonders die gleichzeitige Beachtung der ersten und der letzten Forderung - möglichst geringe Fremdkörper-Masse, große Festigkeit und Stabilität der Pfanne - bereitet häufig Schwierigkeiten. Es ist daher an sich für Hüftgelenkspfannen-Prothesen, die mit Hilfe von Knochenzement fixiert werden, bekannt (GB 20 80 118 A; DE-GM 19 49 841), die Pfanneninnenschale exzentrisch im Pfannenkörper anzuordnen, um eine Verstärkung der Pfannendicke und damit der Festigkeit im Bereich der Hauptbelastungen zu erzielen.

Der Rand des Pfannenkörpers verläuft bei bisher bekannten Endoprothesen für Hüftgelenkspfannen entweder in der bzw. parallel zur Äquatorebene des Pfannenkörpers oder von der Kante der Pfanneninnenschale aus nach außen in Richtung vom Scheitelpunkt der Pfanne weg. Durch diese Randformen wird die Bewegungsfreiheit des über eine Gelenkkopfprothese in der Pfanne bewegten Oberschenkels beeinträchtigt, wobei insbesondere die Abduktion und Adduktion gehindert sind.

Darüber hinaus verhindert die bisherige Gestaltung des Pfannenrandes häufig einen »sanften« und stufenlosen Übergang von der Außenkante des implantierten Pfan nenkörpers in den Beckenknochen, wobei die Pfannenmasse durch praktisch funktionslose Bereiche des Randes unnötig groß ist.