DE8710796U1 - Ringförmiges Trägerelement für eine künstliche Hüftpfanne - Google Patents

Ringförmiges Trägerelement für eine künstliche Hüftpfanne

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Description

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Die Erfindung betrifft ein Trägerelement (Schraubpfanne) der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Bei derartigen ringförmigen Trägerelementen, welche durch ihre in Form eines Gewindes angeordneten selbsttragenden Schneidflanken ohne Benutzung eines Gewindeschneiders in das entsprechend ausgefräste Acetabulum einschraubbar sind, besteht das Bestreben,, eine zusätzliche Sicherung gegen ein unbeabsichtigtes Verdrehen der Pfanne unter Belastung vorzusehen.
Dazu ist es insbesondere gemäß EP-A2 179 736 bekannt, in einem Bereich des Trägerelements der als Schneidnut freigelassen ist, mindestens einen Durchbruch vrozusehen mit Flächenteilen, deren Flächenvektor im wesentlichen in | Bewegungsrichtung der Tragflanken beim Einschrauben gerichtet sind, also bei Einwachsen in den Knochen eine | Zusätzliche Hemmung bilden. |
Hier besteht der Nachteil, daß die zusätzlichen Sperrmittel erst nach dem Einwachsen der Pfanne wirksam sind.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 86 83 855.8 ist ferner eine zementfrei implantierbare selbst nachspannende Hüftgelenkspfanne bekannt, welche als geschlossene Aüßenpfanne (in Form einer Rotationsfläche eines Bogens) ausgebildet ist, wobei vom Pfannenrand (bei in Einführungsrichtung zurückliegende Kante) ausgehende Einschnitte hinein erstrecken, so daß aufspreizbare Segmente gebildet sind.
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Be\ dieser Ausführung besteht deif Nachteil, daß die Festigkeit der Pfanne Wegen der schärfkantig spitz endendenden Einsdhnitte herabgesetzt ist. Ferner bewirken die ausschließlich im (beim Einschrauben) rückwärtigen Teil der Pfanne aufspreizbaren Bereiche/ daß insbesondere beim flachen Acetabulum der vom unteren Rand der glatten Pfanne ausgehende Aufspreizvorgang eine die Pfanne lösende Tendenz hervorruft.
JLÖ Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Tragelement der vorgenannten Gattung anzugeben, welches es ermöglicht, im beim Einschrauben vorangeführten Bereich des ringförmigen Tragelementes eine zusätzliche Fixierung zu erzeugen, wobei die Festigkeit der Pfanne im wesentlichen erhalten bleiben soll.
Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Bei der vorliegenden Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, daß die nach außen gespreizten Gewindesegmente im vorderen Teil des Tragelementes eine zusätzliche Verdrehsicherung bilden, so daß im eingeschraubten Zustand nach Veranlassung des Ausspreizens der entsprechenden Segmente eine zuverlässige Verdrehsicherung gegeben ist, so daß die Hüftgelenksprothese alsbald belastet werden kann. Insbesondere ist die Festigkeit der Prothese durch unterdrückung der Kerbwirkung an den Enden der Einschnitte gewährleistet *
Die verbesserte KrafÜberleitung im vorderen Bereich ist auch dann günstig, wenn bei geschädigtem Acetabulum sta-
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bile verbleibende Kriöchenbere'iGhe gezielt zur Befestigung ausgewählt werden müssen»
Die Sicherung der Pfanne im eingeschraubten Zustand ergibt äich weiterhin aufgrund der Tatsache, daß die beim Einschrauben zunächst lose mitgeführten - odetf nachträglich eingefügten - Knochenspäne der Spongiosa in der beim Einschrauben erreichten Endstellung der Pfanne zwischen den mit Gewindetragflanken versehenen Bereichen verbleiben und dort in der nunmehr erreichten Ruhestellung der Pfanne an das benachbarte Knochengewebe "anwachsen", indem sie in das sich neu bildende Knochengewebe am Pfannenrand eiribezogen werden.
Diese sich quer erstreckenden, die Schraubbewegung sperrenden Flächen bilden die Seitenflächen von wannenförmigen oder sonstigen Vertiefungen bzw. Durchbrechungen. Im Mikrobereich sind entsprechende Flächen bei in die Oberfläche eingelassenen bzw. darauf aufgetragenen Oberflächenrauhigkeiten vorhanden, wie sie als Madreporierung bekannt sind. Ein entsprechender Effekt läßt sich auch bevorzugt durch Plasmaspritzen von Titanmaterial auf -iie Oberfläche der Pfanne zwischen den Gewindesegmenten erreichen. Einen besonders günstigen Effekt hat auch die Kombination zweier oder mehrerer der vorgenannten Maßnahmen, so daß entsprechend den unterschiedlichen beim Einschrauben vorgefundenen Gegebenheiten jede der Maßnahmen in Abhängigkeit vom Einzelfall zur Auswirkung kommen kann.
Die genannten Maßnahmen kommen in Ihrer Anwendung insbesondere dann vorteilhaft zur Geltung, wenn der Arzt nach
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dem Einschrauben angefallene Knochenspäne in die vorgefundenen Hohlräume einfüllen und dort komprimieren kann.
Wenn die Vertiefungen als Durchbrüche ausgebildet sind, hat der Chirurg auch die Möglichkeit, vom Inneren der Pfanne her Knochenspäne einzupressen und mit dem Einschnappen des Pfanneneinsatzes das dort befindliche Material zu komprimieren.
Von Bedeutung ist insbesondere auch, daß wenn das Aufspreizen der Pfanne durch entsprechende Betätigungsmittel unmittelbar bei der Implantation erfolgt, die erzielte Primärfixation sehr groß ist, wobei die Sekundärfixation durch Anwachsen von Knochenmaterial in die Ausnehmungen aufweisenden Bereiche zu der Primärfixation hinzutritt und nicht durch ein nachträgliches Spreizen von Pfannenteilen v/ieder aufgehoben wird.
Es ist daher beispielsweise nicht möglich, eine ringfömige Ausführung der Pfanne, insbesondere mit sich zu beiden Ringkanten hin erstreckenden Einschnitten, zu erzeugen.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen &igr;
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung und JO
Figur 2 ein zweites AusfUhrungsbeispiel der Erfindung.
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Bei dem in Figur 1 wiedergegebenen Trägerelement 1, welches ringförmig ausgebildet und dessen Außenfläche der Oberfläche einer Kugelzone entspricht, sind eine Anzahl von gewindeförmig angeordneten Tragflanken 2 vorgesehen, welche durch Schneidnuten 3 voneinander getrennt sind. Die Gewindesegmente bildenden Tragflanken sind an ihren beim Einschrauben vorangeführten Teilen scharfkar*tig ausgeführt und stehen hier am weitesten von der Kugeloberflache ab. Sie bilden im Bereich der Schneidnuten scharfkantige Spitzen, welche beispielhaft mit 4 bezeichnet sind. In - bezogen auf die beim Einschrauben aufzuwendende Drehrichtung - weiter zurückliegenden Bereichen sind die Gewindesegmente zu ihren Außenkanten abgestumpft bis abgeflacht ausgebildet, was durch eine parallele Bearbeitung der übereinanderliegenden Gewindesegmente mittels Fräsen oder dgl. erfolgen kann. Das ringförmige Trägerelement besteht bevorzugt aus Titan, dessen Elastizitätseigenschaften bei geeigneter Querschnittsbemessung in etwa denen des umgebenden Knochenmaterials entsprechen.
Ein Pfanneneinsatz 5 ist an die inneren Querschnittsabmessungen des Trägerelementes 1 angepaßt und läßt sich in das bereits in den Knochen eingeschraubte Trägerelement von unten her einsetzen, wobei der obere kuppeiförmige Bereich 6 des Einsatzes das Trägerelement überragt und sich im eingesetzten Zustand im Inneren der im Knochen angebrachten Aussparung abstützt.
Durchbrüche 7 erstrecken sich - wie in der Figur ersichtlieh - zwischen den Kanten der Tragflanken 4 im Bereich der Schneidnuten 3 senkrecht zur Einschraubrichtung des
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selbstschneidenden Trägerelements. Die Durchbrüche durchqueren den Querschnitt des metallenen Tragelements 1.
Die beim selbstschneidenden Einschrauben anfallenden Knochenspäne werden in den Durchbrüchen7 aufgefangen und dort gesammelt, wobei die bevorzugt steilflankigen Seitenflächen an den - in Einschraubrichtung gesehen - Hinterkanten ein sicheres Erfassen der Späne bewirken. Is.L das Tragelement nach dem Einschrauben ruhiggestellt, wachsen die Knochenspäne an und verhindern das unbeabsichtigte Verdrehen der Pfanne - und insbesondere des unkontrollierte Ausschrauben -, wobei die steilen Flanken der in Einschraubrichtung vorangeführten Kanten im Zusammenwirken mit den angewachsenen Knochenspänen einen wirksame Hemmung bilden.
In der Datstellung gemäß Figur 1 sind weiterhin Schlitze 8 ersichtlich, welche sich zum oberen Rand des ringförmigen Tragelementes (der beim Einschrauben voran geführt wird) hin erstrecken und senkrecht zur Kante des Tragv.'lementes mit dem größeren Durchmesser hin gerichtet sind. Die Schlitze; münden in die vorrundeten Druchbrüche 7 mit ovalem Querschnitt, die in Meridianrichtung verlaufen, mit erweitertem Durchmesser und ovaler Form, welche einerseits Rißbildungen durch Kerbwirkung verhindern und zum anderen ist hier ein Raum zum Einwachsen von Knochenmaterial oder zum Einfügen von Spänen gegeben, der zusätzlich das Anwachsen der Pfanne erleichcert. Auch die ovalen (bzw. elliptischen) Ausnehmungen erstrecken sich mit ihren größeren Abmessungen in Meridianrichtung.
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Die Schlitze 8 sind derart eng ausgebildet, daß die Pfanne beim Einschrauben nach innen hin möglichst wenig nachgibt und sich die einander gegenüberliegenden Seitenwandungen der Schlitze bei während des Schneidvorganges des Gewindes auftretenden Belastungen gegenseitig blockieren. Dabei ist durch die Ausgestaltung der sich verjüngenden Oberfläche des Tragelements dafür Sorge getragen, daß dieses seine während des selbsttätigen Einschneiden des Gewindes erforderliche optimale Form dann einnimmt, wenn dl« Schlitze dicht benachbart aufeinander liegen.
Bei dem in Figur 2 dargestellten weiteren Ausführangsbeispiel eines Tragrings 1' ist ersichtlich, wie in Meridianrichtung verlaufende Schlitze 81, sich abwechselnd von den beiden ringförmigen Begrenzungskanten her zu kreisförmigen Durchbrüchen 7' hin erstrecken. Die Länge der Schlitze wird dabei gegebenenfalls auch so gewählt, daß sich die Schlitze überschneiden. Auf diese Weise läßt sich durch ein entsprechendes Spannelement zum aufspreizen der Pfanne im Verlaufe der Implantation erreichen, daß sich der Tragring radial gleichmäßig - also sowohl im oberen als auch im unteren Bereich - vergrößert. Das bedeutet, daß - insbesondere bei einer sphärischen Pfanne - die Aufveitung der Pfanne nicht eine Kraftkomponente erzeugt, die ein Austreten aus einem flachen Acetabulum begünstigt.
An dit Durchbrüche 7 schließen sich bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in Meridianrichtung aufgerauhte Zonen 9 an, welche sich entsprechend den wannenförmigen Ausnehmungen in vertikaler Kichtung zwischen den mit Gewindesegmenten versehenen Bereichen erstrecken. Sie
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entsprechen in der Breite den Durehbrüchefi 7« Die MadrepörierUng kann entweder erhaben oder vertieft ausgebildet sein Und entspricht in ihrer Gestaltung einer Anhäufung von Kugeln von 0/3 bis 0/7 mm Durchmesser in konvexer oder konkaver Ausformung* Die Bauchigkeit der Zone kann in einer anderen bevorzugten Ausführung auch durch Plasmaspritzen von Titanmaterial aufgebracht werden oder aber durch pino nrvi*öce Coafrnl 1-tinn dot" Clhprf &Igr;&agr;&pgr;&Kgr;&ogr; rlnmh Anätzen _ - _ ... .. j. &mdash; _&mdash; _ -j «.&mdash; vn. H &mdash; _ v.. _....·__.-_...
und dergleichen. Dabei liegt den Maßnahmen die Erkenntnis zugrunde/ daß diese Bereiche beim Einschrauben der Pfanne in Kontakt mit der Oberfläche des Acetabulums zunächst nur eine geringe Reibung verursachen - wenn aber nach einiger Zeit das Knochenmaterial an die Pfannenoberfläche angeschlossen ist, haftet dieses in den betreffenden Bereichen fest an und bildet eine wirksame Drehsicherung.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich zusätzliche Ausnehmungen 91 entlang der Schneidnuten 3 senkrecht zur Einschraubrichtung des selbstschneidenden Trägerelements. Die Ausnehmungen bilden Vertiefungen, welche nicht vollständig den Querschnitt des metallenen Tragelements 1 durchqueren, so daß weiterhin eine hermetische Dichtung zwischen Pfanneninnerem und -äußerem gegeben ist und somit insbesondere die beim Einschraubvorgang anfallenden Späne nicht in das Pfanneninnere gelangen.
Die Vertiefungen schließen nicht direkt an die Durchbrüche 7' an und weisen eine Breite von im wesentlichen 3 mm auf und eine Tiefe von 1 bis 1,5 mm, wobei die den Tragflanken benachbarten Kanten steilflankig ausgebildet
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Und die Stirnseiten der Vertiefungen mit geringer Steigung in die Aüßenköntür der Pfanne übergehen«
Die anfallenden Knochenspäne werden in den wannenfÜrmigen Vertiefungen 91 aufgefangen und dort gesammelt, wobei die bevorzugt steilflankigen Seitenflächen an den - in Einschraubrichtung gesehen - Hinterkanten ein sicheres Erfassen der Späne bewirken. Ist das Tragelement nach dem Einschrauben ruhiggestellt, wachsen die Knochenspäne an Und verhindern das unbeabsichtigte Verdrehen der Pfanne - und insbesondere des unkontrollierte Ausschrauben -, wobei die stellen Flanken der in Einschraubrichtung vorangeführten Kanten im Zusammenwirken mit den angewachsenen Knochenspänen einen wirksame Hemmung bilden.
Die Ränder der Vertiefungen 91 sind ebenfalls steil ausgebildet, so daß bei eingewachsenem Knochenmaterial ein sicherer Halt gegen Verdrehen gegeben ist. Bei den in den Innenraum durchgehenden Durchbrüchen besteht für den j Chirurgen die Möglichkeit, vom inneren der Pfanne 1 her zusätzlich Knochenspäne in die Durchbrüche einzufügen, welche mit dem Vorgang des Einsetzens des Pfanneneinsatzes 5 komprimiert wird. Der bevorzugte Durchmesser der Durchbrüche beträgt 5 mm.
Die Mittel zum Aufspreizen der Pfanne sind hier nicht im einzelnen dargestellt. Insoweit wird auf die gleichzeitig eingereichte Anmeldung derselben Anmelderin verwiesen, welche von der konkaven Seite der Pfanne betätigbare Schraubmittel zeigt, welche durch Konus-, Keil- oder Hebelwirkung die spreizbaren Teile aufweiten.
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Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführuhgsbeispiel. Vielmöhe ist eine Anzahl von Varianten denkbar/ welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Claims (7)

medizinische Produkte GmbH D-100Ü Berlin ME37.G11 Ringförmiges Trägerelement für eine künstliche Höftpfanne A &eegr; s &rgr; r ü c h e
1. In den Knochen einschraubbares sich in Einschraubrichtung verjüngendes ringförmiges Trägerelement für eine künstliche Hüftpfanne mit, insbesondere selbstschneidenden, ein Gewinde bildenden Tragflanken, wobei zwischen der beim Einschrauben vorangeführten Kante einer Tragflanke
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und der Hinterkante der vorangehenden Tragflanke ein Beteich des Trägerelements als Schneidnut freigelassen ist und der Bereich mindestens einen verrundeten Durchbruch aufweist,
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dadurch gekennzeichnet,
daß ein von dem Durchbruch (7, 7'} ausgehender zur benachbarten Ringkante hin verlaufender Einschnitt '8, 81) vorgesehen ist,
daß der Einschnitt auf die Ringkante mit größerem Durchmesser hin gerichtet sind, wobei im Bereich dieser Einschnitte gelegene Teile des Tragelements (1, I1)/ <3ie mit Gewindesegmenten (4) oder entsprechenden Vorsprüngen versehen sind, nach außen aufspreizbar sind.
2. Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch g?- kennzeichnet, daß der Einschnitt im wesentlichen senkrecht zur benachbarten Kante gerichtet ist.
3. Trägerelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschnitt sich entlang einer Schneidnut erstreckt.
4. Trägerelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß min-
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destens ein von jeder ririgförmigeri Kante ausgehender Einschnitt vorgesehen ist.
5. Trägerelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die von beiden Kanten ausgehenden Einftghnitto einander übsilappsn. I
6. Trägerelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche kreisrund, ellipsoid oder oval ausgebildet sind.
7. Trägerelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einschnitt, ein Durchbruch und/oder ein wannenförmig vertiefter bzw. madreporierter oder in sonstiger Weise aufgerauhter Bereich einander benachbart angeordnet sind.
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