DE68903547T2

DE68903547T2 - Gelenkprothese, insbesondere hueftprothese mit daempfungswirkung.

Info

Publication number: DE68903547T2
Application number: DE8989402539T
Authority: DE
Inventors: Francis Henri Breard
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-09-16
Filing date: 1989-09-15
Publication date: 1993-06-09
Anticipated expiration: 2009-09-16
Also published as: EP0359672B1; EP0359672A1; ATE82482T1; FR2636519B1; FR2636519A1; DE68903547D1; ES2035610T3

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkprothese, die aus einem länglichen Körper besteht, der mit einem Ende in den Markkanal eines Knochens implatierbar ist und der an seinem anderen Ende einen sphärischen Kopf trägt.
Die am meisten verbreiteten Gelenkprothesen sind die Oberschenkelprothesen, deren sphärischer Kopf es gestattet, die natürliche Form des Hüftgelenks an dem Ende eines massiven Körpers wieder herzustellen, der in dem Markkanal des Oberschenkelknochens mit Hilfe eines Spezialzements vergossen ist.
Es ist jedoch nicht selten, daß unter dem Einwirkung wiederholter Bewegungen des Beins die von dem sphärischen Kopf aufgenommenen und an den länglichen Körper übertragenen Stöße oder anderen Belastungen ein Reißen des Zements und damit eine Lockerung der Prothese hervorrufen. Dies führt zu heftigen Schmerzen im Oberschenkel, die nur überwunden werden können, indem der Prothesenkörper neu einzementiert wird, was die Durchführung eines neuerlichen chirurgischen Eingriffs an dem Patienten mit sich bringt.
Um diesem Umstand abzuhelfen, versuchen einige, die Stöße von dem Kopf auf den Schaft zu verlagern, der unter Zuhilfenahme eines Gelenks implantiert ist. Jedoch bricht jedes Gelenk schließlich. Eine Gelenkprothese gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 ist in der FR-A-23 05 961 beschrieben.
Die vorliegende Erfindung hat sich vorgenommen, diesen Nachteil zu überwinden und sie hat hierzu zum Gegenstand eine Gelenkprothese der vorstehend bezeichneten Gattung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ihr Körper in einer Längsrichtung in einen Teil zur Halterung des sphärischen Kopfs und einen Teil zur Verankerung in dem Knochen unterteilt ist, die miteinander durch eine elastische, dämpfende Verbindung verbunden sind.
Diese dämpfende Verbindung wird vorzugsweise durch eine direkte Verbindung des Halterungs- und des Verankerungsteils im Bereich eines Verbindungsarms realisiert, der zur Außenfläche des Prothesenkörpers verschoben ist und den Halterungsteil rechtwinklig zum Verankerungsteil hält, wobei ihm die Möglichkeit zu einer leichten Verbiegung oder Federung in Richtung auf die Innenfläche des Körpers gegeben wird; die Außen- und die Innenfläche des Prothesenkörpers sind hier definiert als jene, die der Außenfläche und der Innenfläche des Oberschenkels zugewandt sind, wenn die Prothese in dem Oberschenkelknochen implantiert ist.
Die erfindungsgemäße Prothese besitzt auch die Fähigkeit einer Selbstdämpfung, die den Verankerungsteil gegen Stöße oder andere Belastungen schützt, denen der sphärische Kopf ausgesetzt sein kann.
Unter diesen Bedingungen wird die Einzementierung rund um den Verankerungsteil zur Befestigung des Prothesenkörpers an dem Oberschenkelknochen von diesen Stößen nicht erreicht, und bewahrt die Einzementierung ihre Unbeschädigtheit. Die Gefahren der Lockerung der Prothese und des Auftritts von Schmerzen im Oberschenkel sind somit nicht mehr gegeben oder zumindest in einem sehr großen Ausmaß reduziert.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist der Verbindungsarm des Halterungs- und des Verankerungsteils zwischen der Außenfläche des Körpers und dem Boden eines Schlitzes ausgebildet, der in letzterem hinter dessen Innenfläche vorgesehen ist und den Halterungs- und den Verankerungsteil begrenzt.
Bei einer Prothese, insbesondere einer Oberschenkelprothese, deren Körper aus einem intramedullären Schaft besteht, auf dem ein Hals angeordnet ist, der an seinem freien Ende den sphärischen Kopf trägt, ist der Schlitz vorteilhafterweise in dem epiphysären Abschnitt des intramedullären Schlitzes vorgesehen.
In bevorzugter Weise liegt dieser Schlitz in einer Ebene im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse des Halses, und erweitert sich sein Boden in ausgerundeter Form, wobei als Folge der beiden letztgenannten Merkmale für eine bessere Wirkung der möglichen Dämpfung gesorgt ist.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erstreckt sich der Schlitz über eine solche Tiefe, daß die Breite, die er für die besagte Verbindungszone definiert, ungefähr gleich der Höhe ist, die der Halterungsteil in einer Ebene im wesentlichen rechtwinklig zu der Ebene des Schlitzes an der Stelle des Bodens des letzteren aufweist. Es handelt sich hierbei um einen optimalen Kompromiß zwischen der Bemessung und der Anordnung des Schlitzes, um jegliche Gefahr eines Abreißens des Halterungsteils im Bereich seiner Verbindungszone mit dem Verankerungsteil zu vermeiden.
Man kann zusätzlich den Schlitz, mindestens teilweise an der Seite seiner Öffnung, mit einem kompressiblen Werkstoff ausfüllen, wodurch der Eintritt von Zement in den Schlitz verhindert wird.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prothese, deren Körper gleichfalls aus einem intramedullären Schaft besteht, auf dem ein Hals angeordnet ist, der an seinem freien Ende den sphärischen Kopf trägt, ist der Verankerungsteil von dem gesamten intramedullären Schaft gebildet, und ist der Halterungsteil des sphärischen Kopfes von dem Hals gebildet, der mit seinem Fuß, der den Verbindungsarm bildet, mit dem Schaft an der Seite der Außenfläche des letzteren verbunden ist, und sich zu dessen Innenfläche neigt.
Unter Beibehaltung seiner klassischen Funktion der Halterung des sphärischen Kopfes auf der Innenseite der Prothese kann der Hals sich, wenn letzterer belastet wird, etwas verbiegen und die Aufgabe des Dämpfungselements der Prothese übernehmen.
Um jegliche Gefahr des Bruchs des Halses im Bereich seiner Verbindung mit dem Schaft zu vermeiden, wird es bevorzugt, ihn in der Form eines aufgesetzten Elementes auszubilden, dessen Werkstoff eine Eigenelastizität besitzt.
In Abwandlung oder Ergänzung kann das gleiche Ergebnis jedoch bei einer Prothese einer dritten Ausführungsform der Erfindung erreicht werden, indem dem Hals eine solche Form gegeben wird, daß er mit dem Boden einer Aushöhlung, die in der dem Schaft zugewandten Fläche ausgebildet ist, einen ausgerundeten Hohlraum begrenzt, der auf der Innenfläche des Prothesenkörpers mündet und sich an dessen vorderer und hinterer Fläche öffnet.
In bevorzugter Weise ist die Öffnung, mit der dieser Hohlraum auf der Innenfläche des Prothesenkörpers mündet, durch zwei einander gegenüberliegende Anschläge am Hals bzw. am Schaft begrenzt. Diese Anschläge haben die Aufgabe, in den Fällen extremer Belastungen des sphärischen Kopfes die Amplitude der Verbiegung des Halses zu beschränken, um den Hals gegen einen Bruch im Bereich seiner Verbindungszone mit dem Schaft zu schützen.
Die vorliegende Erfindung wird jetzt weiter im Detail, jedoch ohne beschränkende Wirkung, unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Prothese einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 den oberen Teil der Prothese der Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1;
Fig. 4 eine Ansicht des oberen Teils einer Prothese der zweiten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 5 eine Ansicht einer Prothese der dritten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 6 eine vergrößerte Ansicht des oberen Teils der Prothese der Fig. 5 und
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Ebene VII-VII der Fig. 4.
Bei ihren drei beispielhaften Ausführungsformen verfügt die erfindungsgemäße Prothese, als Oberschenkelprothese, über einen intramedullären Schaft, der in seiner Gesamtheit mit 1, 1a oder 1b bezeichnet ist und auf dem jenseits seiner vergrößerten oberen Fläche 2, 2a ein Hals 4, 4a oder 4b angeordnet ist, der an seinem freiem Ende einen Kopf 3 im allgemeinen sphärischer Form trägt.
Der intramedulläre Schaft besitzt an seinem dem Hals gegenüberliegenden Ende einen im wesentlichen zylindrischen Teil 5 mit einem Durchmesser gleich dem Durchmesser des medullären Kanals C des Oberschenkelknochens F, mittels dessen er in den letzteren implantiert und dort mit Hilfe eines Gießzements verankert werden kann, wie dies teilweise bei K in Fig. 1 dargestellt ist. Zwischen diesem zylindrischen Teil 5 und der oberen Fläche 2 des Schafts 1, 1a, 1b erstreckt sich ein vergrößerter epiphysärer Abschnitt 13 des letzteren, der in dem oberen ausgehöhlten Teil des medullären Kanals C aufgenommen ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein durchgehender Schlitz 6, beispielsweise im Wege eines einfachen Sägeschnitts, in dem epiphysären Abschnitt 13 des Schafts 1 nicht weit von dessen oberen Fläche 2 ausgebildet. Dieser Schlitz 6, der sich auf der vorderen und der hinteren großen Fläche des Schafts 1 öffnet, mündet darüber hinaus an dem inneren Rand oder der inneren Fläche 7 des Schaft 1, d.h. er ist der Leiste zugewandt, wenn die Prothese in den Oberschenkel eines Patienten implantiert ist, und er endet andererseits in einem Boden 8, der sich in einer ausgerundeten Form erweitert. Der Schlitz 6 erstreckt sich darüber hinaus in einer Ebene im wesentlichen rechtwinklig zu der Achse X des zylindrischen Halses 4, der wie bei klassischen Oberschenkelprothesen auf der Innenseite der Prothese angeordnet ist.
Der Schlitz 6 unterteilt so die Prothese in zwei Teile, nämlich einen langen Verankerungsteil 9, der den Teil des zylindrischen Endes 5 und den unteren Bereich des epiphysären Abschnitts 13 des Schafts 1 umfaßt, und einen Halterungsteil 10 für den sphärischen Kopf, der aus dem kurzen oberen Bereich des epiphysären Abschnitts und dem Hals 4 besteht. Der Halterungsteil 10 ist, auf der Innenseite der Prothese, lotrecht oder freitragend über dem Verankerungsteil 9 mittels eines kurzen Verbindungsarms 11 gehalten, der diese beiden Teile miteinander zwischen dem Boden 8 des Schlitzes 6 und dem Außenrand 12 des intramedullären Schafts 1 hält.
Dieser Verbindungsarm 11, der einstückig mit dem Halterungsteil 10 und dem Verankerungsteil 9 der im allgemeinen aus Titan oder einer Legierung auf Titanbasis hergestellten Prothese ist, bildet eine elastische Verbindung, die eine nach innen gerichtete leichte Verbiegung des ersten Teils gegenüber dem zweiten Teil gestattet, wenn der sphärische Kopf Stößen oder anderen Belastungen ausgesetzt wird.
Die erfindungsgemäße Prothese verfügt des weiteren über die Möglichkeit der Selbstdämpfung, die die Zementvergießung K, die ausschließlich rund um den Verankerungsteil 9 besteht, gegen Stöße und andere Einwirkungen isoliert, die sich auf den sphärischen Kopf auswirken, und sie somit vor jeglichem Reißen oder anderweitiger Beschädigung schützt. Um jegliches Eindringen von Zement in den Schlitz 6 zu verhindern, kann man letzteren mit einem kompressiblen Harz auffüllen, wie bei 14 in Fig. 2 angegeben ist.
Fig. 2 zeigt des weiteren, daß die Breite 1 dieses Verbindungsarms, d.h. seine Abmessung gemessen zwischen dem Außenrand 12 des Schafts 1 und dem Boden 8 des Schlitzes 6, im wesentlichen gleich der Höhe H ist, die der Halterungsteil 10 im Bereich des Bodens 8 des Schlitzes in einer Ebene rechtwinklig zu diesem letzteren aufweist. Diese Bedingung bestimmt die Positionierung und die Tiefe p des Schlitzes 6, die bei dem dargestellten Beispiel etwa 2/3 der Breite L entspricht, die der Schaft 1 in derselben Ebene (siehe Fig. 3) aufweist. Der Schlitz 6 besitzt darüber hinaus eine Höhe h von etwa 1 bis 2 mm.
Diese Merkmale der Dimensionierung und Positionierung des Schlitzes sind diejenigen, die die Bruchfestigkeit des Halterungsteils 10 im Bereich des Verbindungsarms 11 optimieren.
Bei der in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung ist der intramedulläre Schaft der Prothese ein klassischer massiver Schaft, da der Hals 4a mit dem Schaft 1a nicht an der Innenseite der Prothese, sondern in der Nähe ihres Außenrandes 12 über einen vergrößerten Fuß in Verbindung steht, der sich etwa über die äußere Hälfte des Querschnitts des Schafts erstreckt. Er neigt sich des weiteren zum Inneren der Prothese unter einem Winkel von 45 Grad, um an seinem freien Ende in einem nach oben zurückgebogenen Teil 16 zu enden, der die spherischen Kopf in der Stellung hält, die er bei der Prothese der Fig. 1 einnimmt. Der Hals 4a besitzt im allgemeinen die Form eines Schwanenhalses.
Der Hals 4 kann sich infolge dieser Neigung etwas nach innen verbiegen, wenn der Kopf 4 Einflüssen ausgesetzt ist, und übernimmt somit die Aufgabe des Dämpfungselements der Prothese, die bei der Ausführungsform der Fig. 1 von dem Halterungsteil 10 erfüllt wird.
Zur Erzielung eines optimalen Schutzes gegen die Bruchgefahren sollte der Hals 4a in bevorzugter Weise aus einem zusammengesetzten Material, das eine Eigenelastizität besitzt, hergestellt und an dem Schaft 1a wie mit gestrichelten Linien bei 17 dargestellt angesetzt sein.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prothese, deren Hals 4b, der mit dem metallischen Schaft 1b einstückig ausgebildet oder an diesem angesetzt ist, im allgemeinen die Form des Halses 4a der Ausführungsform der Fig. 4 besitzt mit der Ausnahme, daß er wie bei 18 dargestellt, dem Scheitel des Schafts 1b gegenüberliegend etwas ausgehöhlt ist. In dieser letzteren ist des weiteren eine Aushöhlung 19 vorgesehen, die im wesentlichen halbkreisförmig ist und genau vor dem Hohlraum 16 des Halses 4b liegt, um ohne Unterbrechung mit diesem einen Hohlraum 20 im allgemeinen kreisförmiger Gestalt zu bilden.
Dieser Hohlraum 20, der sich bei 21 an der Innenfläche der Prothese öffnet, verleiht dem Hals 4b eine Möglichkeit zu einer leichten elastischen Verbiegung bei Verstärkung seiner Bruchfestigkeit im Bereich seiner Verbindung mit dem Schaft 1b.
Aus Fig. 6 ist noch zu ersehen, daß die Öffnung 21 des Hohlraums 20 ein Schlitz mit einer Höhe von 2 bis 3 mm ist, der von Anschlägen 22, 23 in einander gegenüberliegender Anordnung begrenzt ist, die etwas erhaben ausgebildet sind, der eine 22 unter dem Endteil 16 des Halses 4b und der andere 23 auf der corticalen Spitze des Schafts 1b. Diese beiden Anschläge 22, 23 dienen dazu, durch gegenseitige Berührung die Amplitude der Verbiegung des Halses zu begrenzen und folglich einem Bruch des letzteren vorzubeugen in sehr gelegentlichen Fällen insbesondere in Folge einer auf den sphärischen Kopf 3 ausgeübten übermäßigen Einwirkung.
Es wird noch unter Bezug auf Fig. 7 darauf hingewiesen, daß bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Hals 4a der Prothese einen rechteckigen Querschnitt aufweist, wobei seine langen Seiten oder Flächen 24, 25 der Innenfläche 7 und der Außenfläche 12 der Prothese zugewandt sind und seine kurzen Seiten oder Kanten 26, 27 zu der vorderen und der hinteren Fläche derselben gerichtet sind. Dieses Formmerkmal, das auch bei der Ausführungsform der Fig. 5 und 6 vorgesehen sein kann, verstärkt die Elastizität des Halses der Prothese.

Claims

1. Gelenkprothese, insbesondere Oberschenkelprothese, die aus einem länglichen Körper besteht, der in seiner Längsrichtung in einen Verankerungsteil (9; 1a; 1b), der mit einem Ende (5) in den Markkanal eines Knochens implantierbar ist, und in einen Halterungsteil (10; 4a; 4b) für einen sphärischen Kopf (3) unterteilt ist, der an dem anderen Ende des Verankerungsteils durch eine dämpfende Verbindung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die dämpfende Verbindung zwischen dem Halterungsteil (10; 4a; 4b) und dem Verankerungsteil (9; 1a; 1b) aus einem Verbindungsarm der letzteren besteht, der zur Außenfläche (12) des Körpers verschoben ist, mit mindestens einem dieser Teile - Halterungs- oder Verankerungsteil - einstückig ausgebildet ist und den Halterungsteil (10; 4a; 4b) lotrecht über dem Verankerungsteil (9; 1a; 1b) mit einem Bewegungsspiel zwischen diesen hält.

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsarm (11) zwischen der Außenfläche (12) des Körpers und dem Boden (8) eines Schlitzes (6) ausgebildet ist, der in letzterem hinter dessen Innenfläche (7) vorgesehen ist und den Halterungs- (10) und den Verankerungsteil (9) begrenzt.

3. Prothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prothesenkörper aus einem intramedullärem Schaft (1) besteht, auf dem ein Hals (4) angeordnet ist, der an seinem freien Ende den sphärischen Kopf (3) trägt, und daß der Schlitz (6) im epiphysären Abschnitt (13) des intramedullären Schlitzes (1) vorgesehen ist.

4. Prothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (6) in einer Ebene im wesentlichen rechtwinklig zur Achse (X) des Halses (4) liegt.

5. Prothese nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlitz (6) über eine solche Tiefe (p) erstreckt, daß die Breite (1), die er für die besagte Verbindungszone (11) definiert, ungefähr gleich der Höhe (H) ist, die der Halterungsteil in einer Ebene im wesentlichen rechtwinklig zur Ebene des Schlitzes (6) an der Stelle des Bodens (8) des letzteren aufweist.

6. Prothese nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Boden (8) des Schlitzes (6) in ausgerundeter Form erweitert.

7. Prothese nach irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (6), mindestens an der Seite seiner Öffnung zur Innenfläche des Körpers, mit einem kompressiblen Werkstoff (14) ausgefüllt ist.

8. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prothesenkörper aus einem intramedullären Schaft (1a; 1b) besteht, auf dem ein Hals (4a; 4b) angeordnet ist, der an seinem freiem Ende den sphärischen Kopf (3) trägt, und daß der Verankerungsteil von dem gesamten intramedullären Schaft (1a; 1b) gebildet ist und der Halterungsteil des sphärischen Kopfes von dem Hals (4a; 4b) gebildet ist, der mit seinem Fuß der den Verbindungsarm bildet, mit dem Schaft an der Seite der Außenfläche (12) des letzteren verbunden ist und sich zu dessen Innenfläche (7) neigt.

9. Prothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (4a) ein aufgesetztes Element ist, das aus einem Werkstoff mit Eigenelastizität hergestellt ist.

10. Prothese nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (4b) mit dem Boden einer Aushöhlung (19), die in der dem Schaft zugewandten Fläche ausgebildet ist, einen ausgerundeten Hohlraum (20) begrenzt, der auf der Innenfläche des Prothesenkörpers mündet.

11. Prothese nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (21), mit der der Hohlraum (20) auf der Innenfläche (7) des Prothesenkörpers mündet durch zwei einander gegenüberliegende Anschläge (22, 23) am Hals (4b) und am Schaft (1b) begrenzt ist.

12. Prothese nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals im Querschnitt die Form eines Rechteckes aufweist, dessen lange Seiten der Innenfläche (7) und der Außenfläche (12) der Prothese zugewandt sind.