DE69103895T2

DE69103895T2 - Hüftprothese.

Info

Publication number: DE69103895T2
Application number: DE69103895T
Authority: DE
Inventors: Jean-Pierre Canciani; Patrice Delarue; Franck Feron; Denis Godeau; Herve Lebret; Patrick Menou; Jean-Jacques Rolland; Philippe Triclot
Original assignee: Allo Pro AG
Current assignee: Allo Pro AG
Priority date: 1990-06-07
Filing date: 1991-06-06
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2011-06-07
Also published as: WO1991018560A1; ATE110950T1; CA2084651A1; FR2662932B1; EP0532623B1; FR2662932A1; EP0532623A1; DE69103895D1; ES2062797T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Oberschenkelprothese und insbesondere eine Prothese mit einem Schaft zur Verankerung in der Femurdiaphyse sowie einem Hals, der einen herkömmlichen Abschluß, z.B. einen Morsekegel zur Verbindung mit einer Ersatzkugel für den Femurkopf aufweist.
Das Einsetzen eines Femurimplantats ist zu einem sehr gängigen Eingriff geworden, wodurch wichtige Forschungsarbeiten zur Konzipierung standardisierter Modelle hervorgebracht wurden. Selbstverständlich wurde es durch diese Standardisierung erforderlich, sich recht deutlich von den anatomischen Formen wegzubewegen, wobei die Problme der Befestigung des Verankerungsschafts im restlichen Teil des Femurs so herausgestellt wurden, daß bis heute keine wirklich zufriedenstellende Lösung verfügbar ist. Was einzementierte Prothesen angeht, so läßt sich ein Abbau des Zements und/oder des Knochens mit der Zeit nicht vermeiden, während Prothesen ohne Zement ein Hauptproblem der Befestigung darstellen, die zu Schmerzen führt.
Im übrigen setzt sich diese mangelnde Übereinstimmung aus der Standardisierung auch über die Schwierigkeiten um, die der Chirurg bei der genauen Positionierung der Prothese hat, insbesondere, um die Anteversion wiederzugeben, die der Femurhals von Natur aus aufweist, und um zu verhindern, daß sich der Femur varal versetzt, wobei das distale Ende an der internen Kortikalis des Femurs anliegt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine neue Prothese zu konzipieren, die insgesamt eine bessere Antwort auf all diese Probleme liefert.
Diese neue Prothese weist auf herkömmliche Weise einen Schaft zur Verankerung in der Femurdiaphyse sowie einen Hals, der mit einer Ersatzkugel für den Femurkopf verbunden werden kann, einen Bund zur Anlage an dem abgetrennten Rand des Femurs auf, und sie ist in dem Sinne "anatomisch", daß ein rechtes Implantat eine spiegelbildliche Wiedergabe eines linken Implantats ist, ohne daß sie austauschbar sind.
Aus dem Dokument DE-A-32 47 726 ist eine Oberschenkelprothese des Typs bekannt, bei dem der Stiel in seinem unteren Teil einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt und in seinem oberen Teil einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt aufweist. Sie weist in Seitenansicht eine S-förmige Krümmung auf, die derjenigen des Medullakanals entspricht.
In diesem oberen Teil bildet die Längsachse des elliptischen Querschnitts andererseits einen Winkel von etwa 15º mit der seitlichen Ebene, die durch die theoretische Achse des Stiels verläuft. Um eine gute Blockierung der Prothese zu erhalten, ist die ventrale Seite des oberen Teils flach, während die dorsale Seite konvex ist. Weitere Mittel zur Drehverhinderung sind vorgesehen, insbesondere eine oben und außen angeordneter Rippe sowie eine vierseitige Ausgestaltung des Stiels.
Bei einer Oberschenkelprothese nach der Erfindung mit einem Schaft zur Verankerung in der Femurdiaphyse sowie einem Hals, der mit einer Ersatzkugel für den Femurkopf verbunden werden kann, ist
- ein Anlagebund zwischen dem Verankerungsschaft und dem Hals vorgesehen;
- der Verankerungsschaft in seinem oberen Teil so nach innen gebogen, daß seine theoretische Achse auf Höhe des Bundes mit der gleichen Achse im Zwischenteil einen Winkel von 135º bildet, und weist wenigstens an seinem Teil über dem unteren Drittel eine regelmäßige Krümmung mit hinterer Konkavität auf;
- weist der obere Teil des Verankerungsschafts einen von unten nach oben zunehmenden, ovalen Querschnitt auf, wobei die Spitze nach innen und das andere Ende nach außen gerichtet ist; und er weist eine Verwindung auf, die in einer in Richtung der Anteversion des Halses von unten nach oben zunehmenden Verdrehung besteht, so daß die Hauptachse des Querschnitts an ihrem Scheitel bezüglich der Hauptachse des Querschnitts an seiner Basis um die theoretische Achse mit dem Wert der Anteversion winkelversetzt ist, wobei der Hals exakt in der Verlängerung des Verankerungsschafts orientiert ist.
Es sind eine Version der Prothese zum Einzementieren sowie eine Version ohne Zement vorgesehen, die sich von der erstgenannten durch eine leichte Überdimensionierung des Verankerungsschafts bei gleichen Größen (für eine Blockierüng durch Einschlagen) sowie durch eine Bearbeitung ihrer Wand unterscheidet, um ihr einen geeigneten Oberflächenzustand zu verleihen.
Die Erfindung ist leichter mit Hilfe der folgenden Erläuterungen und der beigefügten Zeichnungen zu verstehen. Darin sind
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Prothese nach der Erfindung und
Fig. 2 eine Profilansicht der Prothese von Fig. 1.
In den Zeichnugnen ist eine gerade Prothese dargestellt, die auf herkömmliche Weise einen Verankerungsschaft 1, einen Hals 2 und einen Bund 3 aufweist. Dessen Positionierung und Neigung zeigen, daß es sich um eine Prothese handelt, die zum Einsetzen in ein über dem großen Trochanter abgetrennten Femur handelt.
Die Prothese wurde in Hinblick auf mehrere Hauptziele ausgelegt, nämlich: Erhalt einer optimalen Füllung der Femurmetaphyse durch den Verankerungsschaft, wobei er gleichzeitig noch einfach einzuführen ist; Gewährleistung einer guten Verteilung der von dem Implantat auf den Knochen übertragenen Belastungen, wobei diese in den Bereichen gefördert werden, die von Natur aus stärker belastet sind, d.h. auf Höhe des Calcars; Erstellung einer Hauptblockierung, die die Gefahren des Einstoßens und der axialen Drehung maximal begrenzt; Erhalt einer zufriedenstellenden Steifigkeit und Robustheit.
Der Verankerungsschaft 1 weist in seiner allgemeinen Form über den größten Teil seiner Länge eine regelmäßige Krümmung auf, die im wesentlichen die Konkavität vom Vorderteil zum Hinterteil des Femurs wiedergibt. Diese Krümmung erscheint in Fig. 2, wo sie etwa auf Höhe des unteren Drittels unterbrochen ist, da bei dem dargestellten Beispiel an dieser Stelle eine Gegenkrümmung mit dem Ziel vorgesehen ist, den unteren Teil leicht nach vorne zu versetzen, nämlich in der Praxis um etwa 2º. Diese Gegenkrümmung ermöglicht es, Kontakte des distalen Endes des Verankerungsschafts 1 mit der Kortikalis zu vermeiden, die immer schmerzhaft sind.
In der Vorderansicht von Fig. 1 ist der Verankerungsschaft 1 außen im wesentlichen geradlinig, wobei er sich nur in der Nähe seines Scheitels nch innen krümmt, während er im Inneren ausgehend von dem unteren Teil eine Konkavität aufweist, die nach oben verstärkt wird, während gleichtzeitig die Dicke zunimmt.
Für weitere Einzelheiten kann angenommen werden, daß der Verankerungsschaft 1 über seine Höhe aus drei getrennten Teilen mit im wesentlichen gleicher Länge gebildet ist. Der untere Teil 1a ist im wesentlichen geradlinig, und sein Querschnitt ist kreisförmig und praktisch gleichmäßig, was durch die beiden mit S1 und S2 bezeichneten Kreise dargestellt ist. In dem Mittelteil 1b, der ebenfalls im wesentlichen geradlinig ist, entwickelt sich der Querschnitt fortschreitend von der kreisförmigen Form S2 zu einer ovalen Form S3 an der Basis des oberen Teils 1c. Der Querschnitt S3 ist quer verlängert, und seine Spitze ist nach innen gerichtet. Die Breite 13 von S3 liegt nur etwas über dem Durchmesser von S2, während seine Länge L3 in einem Verhältnis von etwa 1,5 zugenommen hat.
Im oberen Teil 1c entwickelt sich der Querschnitt fortschreitend von S3 zu S6 auf Höhe der Verbindung mit dem Bund 2, wobei er in einem Verhältnis von etwa 1,7 für die Länge und etwa 1,3 für die Breite zunimmt. Andererseits krümmt sich der obere Teil 1c fortschreitend derart nach innen, daß die Verlängerung seiner theoretischen Achse X-X (Fig. 1) auf Höhe des Bundes 2 einen Winkel von ewa 135º mit derjenigen des Zwischenteils 1b bildet.
Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung weist der obere Teil 1c darüberhinaus eine leicht verdrehte Ausgestaltung auf (die beispielsweise eine schraubenförmige Verwindung aufweist), wie dies durch die Querschnitts auf verschiedenen Höhen S3 bis S6 veranschaulicht ist, deren Längsachsen Y-Y fortschreitend um die theoretischen Achse X-X- bezüglich der durch die Linien Z veranschaulichten Querebene versetzt sind. Auf Höhe von S6 beträgt der Versatzwinkel θ etwa 12º, während er auf Höhe von S3 null ist. Er ist in Richtung der Anteversion des Halses (oder der Verlängerung der Achse X-X) orientiert.
Diese spezielle Form des Verankerungsschafts 1 ermöglicht eine genaue Orientierung des Halses 2 in seiner Verlängerung. Damit sind seine Steifigkeit und Robustheit verbessert. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Hals 2 bezüglich der Achse X-X nach innen verlagert; allerdings kann man im bezüglich des Querschnitts S6 eine zentralere Position verleihen.
Der Bund 3 ist zur Anlage an dem abgetrennten Rand des Femurs vorgesehen. Wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, reicht er bevorzugt nicht um den gesamten Verankerungsschaft 1 und ist innen vorherrschend. Am vorderen und hinteren Teil nimmt seine Breite nach außen ab, bis er mit der Wand des Verankerungsschafts derart zusammenfällt, daß er an der Außenseite nicht existent ist, um nicht an den großen Trochanter zu stoßen. Der Bund 3 übt also seine Wirkung im wesentlichen auf Höhe des Calcars aus, d.h. in dem von Natur aus am stärksten belasteten Bereich des Femurs. In Fig. 2 ist eine betimmte Querneigung des Bundes 3 zu bemerken. Bei dieser Ausführungsform ist die Neigung derart bestimmt, daß die Innenfläche des Bundes 3 vollständig auf der Schnittscheibe des Halses aufliegt (hinterer Kanal).
Wird eine Prothese nach der Erfindung in den Medullakanal des Femurs eingefügt, dann setzt sie sich praktisch von selbst in die geeignete Position, wobei sie durch das Zusammenspiel ihrer Krümmungen und der Entwicklungsform ihres Querschnitts mit der Innenwand des Medullakanals geführt wird. Aufgrund der verdrehten Ausgestaltung des Verankerungsschafts 1 ist die natürliche Anteversion des Halses bezüglich der Bikondylusachse wiedergegeben. Es ist zu bemerken, daß diese in den Zeichnungen nicht deutlich wird, da Fig. 1 und 2 nicht senkrecht zu den anatomischen Sagittal- bzw. Frontalebenen gesehen sind, sondern die Achse Y-Y des Querschnitts S3 als Querbezug gewählt wurde.
Durch sich entwickelnde Form des Querschnitts des Verankerungsschafts 1 wird die Füllung im proximalen Teil des Medullakanals bevorzugt, so daß die Belastungen des Implantats im von Natur aus am meisten belasteten Bereich des Femurs vorherrschend sind. Man stellt eine korrekte Positionierung in der Frontalebene sicher und führt geradezu eine "Eigenblockierung" durch, ohne daß das Implantat mit Gewalt eingesetzt werden müßte.
In Fig. 1 geben die Bezugsziffern 7a, 7b Längsnuten an, die in der Wand des Verankerungsschafts vorgesehen sind und von denen die eine 7a nur teilweise dargestellt ist, um die Zeichnung klarer zu gestalten. Die Aufgabe dieser Nuten liegt darin, zur Drehblockierung beizutragen. Bei der Version zum Einzementieren liegt ihre Wirkung auf zwei Stufen: sie sind wirksam auf der Ebene der Primärblockierung, indem sie sich in den Zonen füllen, wo der Zement vorliegt, d.h. hauptsächlich jenseits des proximalen Bereichs. Dort, wo ein inniger Kontakt zwischen der Wand des Verankerungsschafts und dem Knochen vorliegt, bilden sie Hohlräume, die für die Osteogenese günstig sind.
In der Version ohne Zement weist die Wand des Verankerungsschaft 1 im übrigen einen geeigneten Oberflächenzustand, beispielsweise ein erhabenes Raster auf, das durch einen Überzug von Gitternetzen mit verschiedenen Dicken erhalten wurde.
Um alle Erfordernisse abzudecken, sind mehrere Prothesengrößen erforderlich. Ihre Zahl kann in der Praxis auf neun beschränkt sein. Was das Herstellungsmaterial angeht, so kann dies Titan, eine Titanlegierung, nicht oxidierbarer Stahl oder jedes andere kompatible Biomaterial sein.

Claims

1. Oberschenkelprothese mit einem Schaft (1) zur Verankerung in der Femurdiaphyse sowie einem Hals (2), der mit einer Ersatzkugel für den Femurkopf verbunden werden kann, bei der:

- ein Anlagebund (3) zwischen dem Verankerungsschaft (1) und dem Hals (2) vorgesehen ist;

- der Verankerungsschaft (1) in seinem oberen Teil (1c) so nach innen gebogen ist, daß seine theoretische Achse (X-X) auf Höhe des Bundes (3) mit der gleichen Achse in dem Zwischenteil (1b) einen Winkel von etwa 135º bildet, und wenigstens an seinem Teil über dem unteren Drittel (1a) eine regelmäßige Krümmung mit hinterer Konkavität aufweist;

- der obere Teil (1c) des Verankerungsschafts (1) einen von unten nach oben zunehmenden, ovalen Querschnitt aufweist, wobei die Spitze nach innen und das andere Ende nach außen gerichtet ist, und eine Verwindung aufweist, die in einer in Richtung der Anteversion des Halses von unten nach oben zunehmenden Verdrehung besteht, so daß die Hauptachse (Y-Y) des Querschnitts (S6) an ihrem Scheitel bezüglich der Hauptachse des Querschnitts (S3) an seiner Basis um die theoretische Achse (X-X) mit dem Wert der Anteversion winkelversetzt ist, wobei der Hals (2) exakt in der Verlängerung des Verankerungsstiels (1) orientiert ist.

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ovale Querschnitt des oberen Teils (1c) des Verankerungsschafts (1) von unten nach oben zu einer länglicheren Form entwickelt.

3. Prothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt in dem oberen Teil (1c) des Verankerungsschafts (1) fortschreitend von (S3) nach (S6) auf Höhe der Verbindung mit dem Bund (2) ändert, wobei er in einem Verhältnis von etwa 1,7 für die Länge und etwa 1,3 für seine Breite zunimmt.

4. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teil (1c) des Verankerungsschafts (1) eine schraubenförmige Verwindung aufweist.

5. Prothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Verankerungsschafts (1) auch in seinem Mittelteil (1b) oval ist.

6. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelversatz θ zwischen der Hauptachse (Y-Y) des Querschnitts (S6) und dem des Querschnitts (S3) etwa 12º beträgt.

7. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Verankerungsschafts (1) in seinem unteren Teil (1a) im wesentlichen kreisförmig und gleichmäßig ist.

8. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (1a) des Verankerungsschafts (1) bezüglich des Mittelteils (1b) leicht nach vorne achsenversetzt ist.

9. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Hals (2) bezüglich der theoretischen Achse (X-X) des Verankerungsschafts (1) nach innen verlagert ist.

10. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (3) innen vorherrschend und außen nicht existent ist.

11. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Längsnuten (7a, 7b) in der Wand des Verankerungsschafts (1) vorgesehen sind.

12. Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Verankerungsschafts (1) ein erhabenes Raster aufweist.