DE69630102T2 - Femurteil einer Hüftgelenkendoprothese - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine femorale Komponente einer Hüftgelenksendoprothese für die zementlose und zementierte Implantation, mit einem Schaft, dessen Querschnitt vom distalen Schaftende zum proximalen Schaftende hin ständig zunimmt, wobei die Zunahme des Querschnitts in der ventrodorsalen Richtung an dem proximalen Schaftabschnitt und in Richtung des proximalen Schaftendes in mehreren Schritten erfolgt.
  • Eine derartige femorale Komponente einer Hüftgelenksendoprothese ist aus FR-A-269 33 67 bekannt. Der proximale Schaftabschnitt von dieser bekannten femoralen Komponente stellt einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt bereit, dessen Breite schrittweise von der medialen zu der lateralen Seite des Schaftes zunimmt. Da dieser dreieckige Querschnitt nicht mit der Form des Femurlumens übereinstimmt, erfordert jede zementlose Implantation eine zusätzliche Resektion von Knochenmaterial in dem Femurlumen, resultierend in einer ungünstigen Belastung der benachbarten Abschnitte des geschwächten Femurs.
  • DE 38 29 361 A offenbart eine femorale Komponente, welche ausgebildet ist, um in Position zementiert zu werden, welche einen Schaft umfasst, dessen Querschnitt in Längsrichtung an das Knochenlumen des natürlichen Femurs angepasst ist, und welche einen flanschartigen Stützkragen an dem proximalen Ende des Schaftes aufweist, welcher gegen die Resektionskante des natürlichen Femurs sich abstützt, wenn die femorale Komponente in den Femur zementiert ist.
  • EP 0 112 435 betrifft eine femorale Komponente, welche sich im Querschnitt von dem distalen zu dem proximalen Ende des Schaftes vergrößert, wobei die Vergrößerung in Schritten im distalen Teil des Schaftes erfolgt.
  • Da Knochenzement unter dem Stützkragen während des Zementierungsvorgangs ungleichmäßig austritt, kann ein direkter Kontakt zwischen dem Stützkragen und dem natürlichen Femur nicht zuverlässig verhindert werden, und es besteht auch ein Risiko, dass in diesem Bereich dünne Abschnitte des Knochenzements unter Last splittern. Des weiteren können auch, aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften, ungewünschte Relativbewegungen zwischen dem metallischen Stützkragen und dem natürlichen Femur nicht zuverlässig ausgeschlossen werden, wodurch das Knochengewebe eine ungewünschte Veränderung durchlaufen wird. Zusätzlich erzeugt der Stützkragen grundsätzlich nur einen Punktkontakt, wenn er gegen den natürlichen Femur sich abstützt – manchmal über eine Schicht von Knochenzement –, da die letztendliche Position der femoralen Komponente und damit des Stützkragens von dem Verlauf und der Form des Knochenlumens abhängt und nicht präzise vorhergesagt werden kann, wenn der Resektionsschnitt ausgeführt wird. Somit können Nachteile nicht ausgeschlossen werden, soweit die Übertragung der vertikalen Last über einen Stützkragen auf den natürlichen Knochen betroffen ist.
  • Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine femorale Komponente der vorgenannten Art zu realisieren, welche keinen in den Transfer der vertikalen Last einbezogenen Stützkragen aufweist und welche eine Lastübertragung in formschlüssiger Weise über verhältnismäßig große Stützflächen aufweist.
  • Gemäß dieser Erfindung wird eine femorale Komponente einer Hüftgelenksendoprothese zur entsprechenden zementlosen und zementierten Implantation, mit einem Schaft, dessen Querschnitt fortschreitend von dem distalen in Richtung auf das proximale Ende zunimmt, wobei diese Querschnittszunahme in der ventro-dorsalen Richtung an dem proximalen Schaftabschnitt in Richtung auf das proximale Ende des Schaftes in mehreren Stufen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt im proximalen Schaftabschnitt in der medio-lateralen Richtung gestreckt ist, um im Querschnitt eine im Wesentlichen ovale Form auszubilden, und dass die medio-laterale Breite der Stufen von der distalen Stufenkante in Richtung auf das proximale Ende des Schaftes zunimmt, wobei das distale Ende von wenigstens einer der mehreren Stufen in dem proximalen Schaftabschnitt angeordnet ist und die ventro-dorsale Breite des proximalen Schaftabschnittes in mehreren Stufen in der mediolateralen und der latero-medialen Richtung zunimmt, bereitgestellt.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere in der Tatsache, dass in dem proximalen Abschnitt des Schaftes die Vergrößerung des Querschnitts – um an das Lumen des natürlichen Femurs sich anzupassen – in mehreren Schritten erfolgt, welche einen gewissen Abstand entfernt von dem distalen Ende des Schaftes mit einer kleineren medio-lateralen Breite beginnt, und dessen medio-laterale Breite ständig zum proximalen Schaftende entsprechend zu dem Querschnitt des Schaftes zunimmt. Da das Knochenlumen, wenn die erfindungsgemäße femorale Komponente zu implantieren ist, zuvor unter Verwendung eines Werkzeugs im dorsalen und ventralen Bereich geformt wird, um gestufte Vertiefungen von entsprechender Form auszubilden, bilden die Stufenkanten der Prothese zusammen mit den entsprechenden Stufenkanten des Knochenlumens eine form-verriegelnde Passung, welche sowohl Primär- als auch Langzeitstabilität sicherstellt und auch eine vertikale Lastübertragung auf den Knochen über einen verhältnismäßig großen Bereich ausbildet. Die übereinstimmenden stufenförmigen Vertiefungen in der inneren Wand des Femurs werden erzeugt unter Verwendung eines Formwerkzeugs, welches an die femorale Komponente angepasst ist, und ihr Volumen wird dann vollständig durch die Implantation einer gleichmäßigen Zementschicht und der femoralen Komponente selbst gefüllt. Alternativ ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Prothese ohne jeglichen Zement zu implantieren. Die gewünschte Ausformung der stufenähnlichen Vertiefungen zum Übereinstimmen mit den gestuften Vorsprüngen der künstlichen femoralen Komponente kann einfach mit einem entsprechenden Werkzeug, einer Raspel oder ähnlichem, erzeugt werden, da die Arbeitsbewegung des Werkzeugs nur in der axialen Richtung stattfindet und die Prothese dann in das vorbereitete Knochenlumen mit einer Bewegung der gleichen Art eingesetzt wird. Jegliche undefinierte Bewegung der prothetischen femoralen Komponente während der Einführung wird vermieden.
  • Es ist besonders bevorzugt, mindestens je eine Stufe auf der ventralen Seite und der dorsalen Seite des proximalen Abschnitts des Schaftes anzuordnen, so dass die Abstützung symmetrisch und in einer formschlüssigen Weise auf beiden Seiten der femoralen Komponente erreicht wird. Die Stufe beginnt in einem gewissen Abstand von dem distalen Ende mit einer kleineren Breite, und wird nach aufwärts in Richtung des proximalen Endes des Schaftes breiter.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind auf der ventralen und dorsalen Seite des Schaftes in jedem Fall mehrere Stufen in Richtung des proximalen Endes des Schaftes vorhanden, angeordnet übereinander wie eine Treppe. Die Kante der nächsthöheren Stufe ist vorzugsweise in jedem Fall in einigem Abstand von der Kante der darunterliegenden Stufe versetzt, so dass auch etwas laterale oder mediale Stufung vorhanden ist, wobei der gesamte Querschnitt des Schaftes zum proximalen Ende auf allen Seiten zunimmt und sich daher der Form des Knochenlumens annähert. Dies erzeugt eine verlässlichere und festere Verankerung der Prothese in dem Knochenlumen.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kantenhöhe der einzelnen Stufen pro Stufe konstant und die Oberflächen der Stufen sind eben und vorzugsweise parallel zueinander. Dieses Gestaltungsmerkmal stellt eine hohe Festigkeit und vorteilhafte Lastübertragungscharakteristika sicher, mit vorteilhafter Aushärtung.
  • Alternativ kann die Kantenhöhe der Stufen ständig in der proximalen Richtung zunehmen, was eine zusätzliche Knochenkompression bewirkt, wenn die Prothese eingesetzt wird.
  • Vorzugsweise wird eine ebene Grundfläche auf der ventralen und dorsalen Seite des proximalen Abschnitt des Schaftes ausgebildet, auf welcher die Stufen – abgestuft in Bezug aufeinander in der longitudinalen Richtung – auf sowohl der dorsalen als auch der ventralen Seite des Querschnitts ausgebildet sind. Die ventralen und dorsalen Grundflächen können parallel sein.
  • An dem proximalen Ende des Schaftes ist ein Außenkonus, um die Befestigung eines Prothesenkopfes mittels einer Aufsteckverbindung zu ermöglichen. Alternativ kann an dem proximalen Ende des Schaftes ein Prothesenhals mit einem darauf ausgeformten Prothesenkopf sein. Zusätzlich kann an den proximalen Enden des Schaftes ein lateraler Ansatz auch ausgeformt sein, wel cher die Primärstabilität unmittelbar nach der Implantation der Prothesekomponente erhöht, speziell gegen Rotationslasten.
  • Vorzugsweise wird der Querschnitt des Schaftes zum distalen Ende hin kreisförmig, und entlang des distalen Abschnitts des Schaftes ist lateral eine Keilfläche ausgebildet, welche den Schaftquerschnitt zum distalen Ende hin zu kreisförmigen Abschnitten reduziert, welche auf einer Seite flach sind.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der distale Schaftabschnitt der Prothese nach ventral um einen spezifischen Winkel α gebogen, vorzugsweise im Bereich 3° bis 50°. Dies erzeugt eine bessere Adaption des Prothesenschaftes zum Verlauf des Knochenlumens und vereinfacht so die Implantation der Prothese. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
  • Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
  • 1: eine Seitenansicht der femoralen Komponente, gesehen von der ventralen Seite,
  • 2: einen Querschnitt entlang der Linie A-A in 1, durch den proximalen Abschnitt des Schaftes,
  • 3: eine laterale Ansicht der femoralen Komponente,
  • 4: eine mediale Ansicht der femoralen Komponente, und
  • 5: eine perspektivische Ansicht der femoralen Komponente.
  • 1 bis 5 zeigen verschiedene Ansichten einer femoralen Komponente einer Hüftgelenksendoprothese. Die femorale Komponente umfasst einen Schaft 2, dessen Querschnitt ständig vom distalen Ende 8 des Schaftes in Richtung des proximalen Endes 12 des Schaftes zunimmt. Über seine gesamte Länge ist der Querschnitt des Schaftes 2 an das Knochenlumen des natürlichen Femurs eines Menschen angepasst. Entlang des distalen Abschnitts 4 des Schaftes ist sein Querschnitt nahezu kreisförmig, wohingegen entlang des proximalen Abschnitts 6 der Querschnitt eine ovale Form annimmt, welche in der medio-lateralen Richtung erstreckt ist, so dass er schneller in der mediolateralen Richtung zunimmt als in der ventro-dorsalen Richtung.
  • Am proximalen Ende 12 des Schaftes 2 ist kein Stützkragen vorhanden, aber dort ist ein lateraler Ansatz, welcher die Rotationsstabilität erhöht, insbesondere kurz nach dem Implantationsvorgang.
  • Am proximalen Ende 12 des Schaftes ist ein Außenkonus (Steckkonus) 16 ausgebildet, welcher in bezug auf die longitudinale Achse 3 des Schaftes um den sogenannten CCB-Winkel geneigt ist. Der Außenkonus 16 dient dazu, die Befestigung eines Prothesenkopfes (nicht gezeigt) mit einem entsprechenden Innenkonus zu erlauben, indem er dem letzteren es ermöglicht, auf die femorale Komponente aufgedrückt zu werden und an dieser fest durch Klebverbindung befestigt zu werden. Alternativ ist es auch möglich, einen Prothesenkopf mit einem Hals in einem Stück an dem proximalen Ende des Schaftes auszubilden.
  • Der distale Abschnitt 4 des Schaftes ist – über eine bestimmte Länge – versetzt oder gebogen in die ventrale Richtung, um eine bessere Anpassung an das Knochenlumen des menschlichen Femurs zu erreichen und dadurch eine einfachere Implantation zu ermöglichen. Des weiteren hat der distale Abschnitt 4 des Schaftes eine keilförmige Oberfläche 10, welche lateral in Richtung des distalen Endes 8 des Schaftes ausgebildet ist, was den kreisförmigen Querschnitt nach unten zu kreisförmigen Querschnitten reduziert, welche flach auf einer Seite sind.
  • Entlang des proximalen Abschnitts des Schaftes 2 sind ebene Grundflächen 20 auf der ventralen und dorsalen Seite ausgebildet, und in Richtung des proximalen Endes 12 des Schaftes erhöht sich der Schaftquerschnitt in der ventro-dorsalen Richtung in mehreren Stufen 22, 28, 32, welche bei einer bestimmten Höhe mit einer nach distal weisenden Stufenkante 24, 30, 34 beginnen und dann zum proximalen Ende 12 des Schaftes mit zunehmender medio-lateraler Breite ansteigen. Mindestens je eine Stufe 22 ist auf der ventralen und dorsalen Seite des Schaftes 2 angeordnet. Jedoch sind in der dargestellten Ausführungsform mehrere Stufen 22, 28, 32 auf sowohl der ventralen als auch der dorsalen Seite angeordnet, versetzt in Bezug zueinander zum proximalen Ende des Schaftes hin, wobei deren Stufenkanten jeweils einen gewissen Abstand zu der Kante der darunterliegenden Stufe entfernt sind und so einen gestuften Anstieg des Schaftquerschnitts ausbilden. Alle Stufen erstrecken sich aufwärts zu dem proximalen Ende 12 des Schaftes, die erste Stufe 22 erstreckt sich am breitesten in der distalen Richtung, mit der größten medio-lateralen Breite. Die zweite Stufe hat eine kleinere distale Erstreckung und ihre medio-laterale Breite ist kleiner als diejenige der ersten Stufe. Die dritte Stufe 32 erstreckt sich noch weniger in der distalen Richtung und ihre mediolaterale Breite ist kleiner als diejenige der vorhergehenden, zweiten Stufe 28. In der dargestellten Ausführungsform haben die Stufen eine konstante Kantenhöhe rundherum und ihre Oberflächen sind eben. Wie insbesondere in den 3 und 4 gesehen werden kann, sind die Stufenoberflächen folglich parallel zueinander. Die Stufung auf der ventralen Seite ist ein Spiegelbild von derjenigen auf der dorsalen Seite des Schaftes 2.

Claims (16)

  1. Femorale Komponente einer Hüftgelenksendoprothese zur entsprechenden zementlosen und zementierten Implantation, mit einem Schaft, dessen Querschnitt fortschreitend von dem distalen in Richtung auf das proximale Ende zunimmt, wobei diese Querschnittszunahme in der ventro-dorsalen Richtung an dem proximalen Schaftabschnitt in Richtung auf das proximale Ende (12) des Schaftes in mehreren Stufen (22, 28, 32) erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt im proximalen Schaftabschnitt in der medio-lateralen Richtung gestreckt ist, um im Querschnitt eine im Wesentlichen ovale Form auszubilden, und dass die medio-laterale Breite der Stufen von der distalen Stufenkante (24) in Richtung auf das proximale Ende (12) des Schaftes zunimmt, wobei das distale Ende von wenigstens einer der mehreren Stufen in dem proximalen Schaftabschnitt angeordnet ist und die ventro-dorsale Breite des proximalen Schaftabschnittes in mehreren Stufen in der medio-lateralen und der lateromedialen Richtung zunimmt.
  2. Femorale Komponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ventralen und auf der dorsalen Seite des Schaftes (2) wenigstens je eine Stufe (22) vorhanden ist.
  3. Femorale Komponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der ventralen und auf der dorsalen Seite des Schaftes (2) jeweils mehrere Stufen (22, 28, 32) zum proximalen Schaftende (12) hin versetzt aufeinander angeordnet sind, und dass die Kante (29) der jeweils nächst-höheren Stufe (28) in einem gewissen Abstand zu der Kante (23) der darunterliegenden Stufe (22) angeordnet ist.
  4. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenhöhen der einzelnen Stufen (22, 28, 32) pro Stufe gleich ist.
  5. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenhöhe aller Stufen (22, 28, 32) den gleichen Wert aufweist.
  6. Femorale Komponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kantenhöhe der einzelnen Stufen in Richtung der proximalen Richtung fortlaufend zunimmt.
  7. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Stufen (22, 28, 32) eben sind.
  8. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der ventralen Stufen (22, 28, 32) parallel zu den Oberflächen der dorsalen Stufen (22, 28, 32) sind.
  9. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem proximalen Bereich des Schaftes (2) sowohl auf der ventralen als auch auf der dorsalen Seite eine ebene Grundfläche (20) ausgebildet ist, auf der die erste Stufe (22) angeordnet ist.
  10. Femorale Komponente nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die ventralen und dorsalen Grundflächen (20) parallel zueinander sind.
  11. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem proximalen Ende (12) des Schaftes (23) ein Außenkonus (16) zum Befestigen eines Prothesenkopfes angeordnet ist.
  12. Femorale Komponente nach einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass an dem proximalen Ende (12) des Schaftes (2) ein Prothesenhals mit einem daran ausgeformten Prothesenkopf angeordnet ist.
  13. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem proximalen Abschnitt des Schaftes (2) ein lateraler Vorsprung (14) ausgebildet ist.
  14. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Schaftes (2) sich in Richtung des distalen Endes in einen kreisförmigen Querschnitt ändert.
  15. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des distalen Abschnitts (4) des Schaftes (2) eine laterale Keilfläche (10) ausgebildet ist.
  16. Femorale Komponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein distaler Abschnitt (4) des Schaftes nach ventral abgekröpft ist.
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