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DE2724234A1 - Gelenkprotheseteil mit kugelkopf - Google Patents

Gelenkprotheseteil mit kugelkopf

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Publication number
DE2724234A1
DE2724234A1 DE19772724234 DE2724234A DE2724234A1 DE 2724234 A1 DE2724234 A1 DE 2724234A1 DE 19772724234 DE19772724234 DE 19772724234 DE 2724234 A DE2724234 A DE 2724234A DE 2724234 A1 DE2724234 A1 DE 2724234A1
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DE
Germany
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bone
ball head
joint prosthesis
prosthesis part
part according
Prior art date
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Application number
DE19772724234
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English (en)
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DE2724234C2 (de
Inventor
Arnold Prof Dr Med Huggler
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of DE2724234A1 publication Critical patent/DE2724234A1/de
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Publication of DE2724234C2 publication Critical patent/DE2724234C2/de
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Description

Meissner & Meissner
PATENTANWALTSBÜRO
RLIN — MÜNCHEN
PATENTANWÄLTE
DIPL-ING. W. MEISSNER (BLN) DIPL-ING. P. E. MEISSNER (MCHN) DIPLING. H-J. PRESTING (BLN)
HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN
Ihr Zeichen
Ihr Schreiben vom
Unsere Zeichen
Pr/Tm
585 a
Berlin, den
25. Mai 1977
Prof. Dr. med. Arnold Huggler,
ggSchweiz, Steigstraße 181 a
"Gelenkprotheseteil mit Kugelkopf
709851/0801
BORO MÖNCHEN: TELEX: TELEQRAMM: TELEFON: BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO:
ST. ANNASTR. 11 1-86644 INVENTION BERLIN BERLIN 31 W. MEISSNER, BLN-W
8000 MÖNCHEN 32 INVEN d BERLIN 030/891 80 37 BERLINER BANK AQ. 122 82 -109
TEL: 08902 3544 030/892 23 82 3895716000
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Gelenkprotheseteil mit Kugelkopf, und insbesondere eine proximale Femurendoprothese mit Kugelkopf.
Bei den bisher bekanntgewordenen Gelenkprotheseteilen mit Kugelkopf ist letzterer üblicherweise fest mit einem länglichen Anker verbunden, oder bildet sogar einen integrierenden Bestandteil des Ankers, welcher im Innern des Röhrenknochens verankert wird, z.B. durch Zementierung.
Es hat sich gezeigt, dass diese Lösung die Anforderungen nicht immer erfüllen kann, insbesondere bei hohen Belastungen nicht, wo Beschädigungen des Protheseteils oder des Knochens immer wieder vorkommen.
Die vorliegende Erfindung soll die bekannten Nachteile beheben. Der erfindungsgemässe Gelenkprotheseteil ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf zu seiner Verankerung an einem Knochenendö' mit einer Zugvorrichtung versehen ist, welche aus einem durch den Knochen steckbaren Zuganker, einer auf der Kugelkopfseite an den Knochen anlegbaren Druckscheibe und einer auf der entgegengesetzten Knochenseite anlegbaren Gegenplatte besteht.
Die vorliegende Erfindung soll die bekannten Nachteile beheben. Der erfindungemässe Gelenkprotheseteil ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckscheibe auf ihrer dem Knochen zugewandten Stirnfläche mit einer Ringnute versehen ist, welche dazu dient, über einen resezierten Knochenhalsstumpf gesetzt zu werden, um die Querstabilität der Scheibe und den erforderlichen Widerstand gegen Verdrehung zwischen Scheibe und Knochen zu gewährleisten.
Der Kugelkopf kann über einen büchsenförmigen
Dorn auf der Druckscheibe anliegen, wobei der Zugarm im Innern des Dorns mittels einer Mutter festgeschraubt ist, während
709851/0801
272A23A
zwischen der Mutter und dem Boden des hülsenförmigen Dorns eine Druckfeder, z.B. eine Tellerfeder bzw. ein Tellerfedersatz, angeordnet ist, so dass die Zugvorrichtung jederzeit unter Vorspannung steht und dadurch eine Abhebung der Druckscheibe vom Knochen unter Belastung nicht auftreten kann.
Es können Mittel vorgesehen sein, um die Druckscheibe im eingebauten Zustand gegen Verdrehung zu sichern, z.B. eine Sicherheitsschraube zwischen Druckscheibe und Gegenplatte, oberhalb bzw. parallel zum Zuganker, welche Schraube gleichzeitig einen zusätzlichen Zuganker bildet.
Zweckmässigerweise ist der Kugelkopf auf einem hohlen Dorn vorgesehen, dessen Schaft den Zuganker über den grössten Teil seiner Länge umgibt und in welchem der Zuganker kopfseitig einschraubbar ist, wobei der Schaft des Dorns unterhalb des Kugelkopfes eine Schulter aufweist, deren der Druckscheibe zugekehrte Fläche sphärisch gewölbt ist und mit einem entsprechend ausgebildeten Sitz in der zentralen Oeffnung der Druckscheibe zusammenwirkt.
Bei der Ausbildung als proximale Femurendoprothese mit Kugelkopf stützt sich die Druckscheibe am resezierten Femurhals ab. Der Zuganker zwischen dem Kugelkopfträger, auch Dorn genannt, und die an der lateralen Kortikalschicht des Röhrenknochens unterhalb des Trochanter majors befestigte Gegenplatte sorgen dafür, dass sich die Druckscheibe nicht vom reserzierten Femurhals abhebt.
Bezeichnend für die Prothese ist, dass die
mechanischen Kräfte zwischen der Endoprothese und dem Femur direkt in die Kortikalschicht des Femurs eingeleitet werden und dadurch wird eine unzulässige mechanische Beanspruchung der Spongiosa vermieden.
709851/0801
Weil die Anbringung des Gelenkprotheseteils nur eine minimale Menge Knochenzement benötigt, ist die Gefahr von Knochennekrose infolge mechanischer und chemischer Interaktion zwischen Knochengewebe und Zement weitgehend eliminiert. Ferner erlaubt die Erfindung durch genügende Resektion des Femurhalses, der Gefahr von Knochennekrose der ohnehin schlecht durchbluteten Halsextremitat vorzubeugen.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass der Knochen in der unmittelbaren Umgebung der Prothese mechanisch ähnlich beansprucht wird, wie im intakten physiologischen Zustand und somit dürfte sich der Knochen hinsichtlich "Stress protection" weiterhin völlig normal verhalten.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in
der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele noch etwas näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Schnitt durch ein als Femurendoprothese ausgebildetes Gelenk nach der Erfindung, und
Fig. 2 eine Variante des Gelenkes nach Fig. 1, ebenfalls im Schnitt.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt eine Femurendo-
prothese mit Dauervorspannung. Ein zentraler hülsenförmiger Dorn 1 bildet zusammen mit einer speziell geformten Druckscheibe 2 eine Einheit. Die Druckscheibe 2 enthält eine ringförmige Nute 3 als Sitz für die Stirnfläche der Kortikalschicht des reserzierten Femurhalses 4. Diese Ringnute 3 wird mit Knochenzement 5 gefüllt, bevor die Einheit endgültig über den Femurhals 4 gesteckt wird, damit eine Querstabilisierung des Implantats sowie der erforderliche Widerstand gegen Verdrehung zwischen der Druckscheibe 2 und dem Knochen gewährleistet ist.
709851/0801
Eine gelochte Platte 6 wird am Femurschaft im
oberen Bereich des M. Vastus lateralis, unmittelbar unterhalb des Trochanter majors,angebracht, so dass ein Zuganker 7 durch diese Platte 6 und durch eine im Dorn 1 vorhandenen Bohrung ' eingeführt werden kann. Am proximalen Ende des hülsenförmigen Domes 1 befindet sich eine vergrösserte Bohrung, die einen Tellerfedersatz 8 enthält. Eine auf dem Zuganker 7 angeschraubte Mutter 9 drückt auf den Tellerfedersatz 8 und erzeugt die gewünschte Vorspannung.
Eine Kugel 10 mit zentraler Bohrung bildet den Abschluss am proximalen Ende des Domes 1.
Weil die Achse des Zugankers 7 oberhalb dem Flächenschwerpunkt des Femurhalsquerschnittes liegt, treten in der oberen Partie des Femurhalses grössere Druckvorspannungen auf, als in der dickeren unteren Partie. In belastetem Zustand wird infolge Biegung die Druckvorspannung im oberen Teil weitgehend abgebaut, während im unteren Teil die Druck-Spannungen zunehmen. Unter der Bedingung, dass genügend Vorspannung herrscht, wäre jedoch ein Abheben (d.h. völliger Abbau der Druckvorspannung) selbst im oberen Teil nicht zu befürchten.
Trotzdem dient eine zusätzliche Schraube 11, oberhalb des vorgespannten Zugankers 7, als Sicherheitselement, falls unvorhergesehene Kräfte, die zu einer unerwünschten Abhebung der Prothese vom Schenkelhals führen würden, auftreten sollten. Diese Schraube 11 dient auch bei Röntgenkontrollen als Indikator für eine allfällige Rezesssion des vorgespannten Knochens.
Durch einen einfachen chirurgischen Eingriff
können beide Schrauben 7 und 11 jederzeit nachgezogen werden, um die erforderliche Vorspannung wieder im vollen Masse herzustellen.
Fig. 2 der Zeichnung zeigt eine Femurendoprothese mit biegesteifem Schaft. Nach Resektion des Femurhalses
709851/(^801
wird eine speziell geformte Druckscheibe 12 an der Stirnfläche des Femurhalses 13 angesetzt. Dabei tritt ein Teil des resezierten Halses in eine Ringnute 14 der Scheibe 12 ein. Der Zwischenraum innerhalb der Nute wird mit Knochenzement 15 ausgefüllt, damit keine Querverschiebung zwischen Scheibe 12 und Knochen stattfinden kann. Ferner wird der erforderliche Widerstand gegen Verdrehung mittels dieser Zementschicht gewährleistet. In der Mitte der Scheibe 12 befindet sich eine Bohrung 16, welche auf der Aussenseite in eine sphärische Sitzfläche 17 übergeht.
Ein Dorn 18 mit einer entsprechenden sphärischen Schulter 19 sitzt innerhalb der Scheibe 12. Das proximale Ende des Dorns 18 ist so ausgebildet, dass eine Kugel 20 mit entsprechender Bohrung darauf gesetzt werden kann. Das im Knocheninnern liegende Ende des Schaftes des Dorns 18 geht möglichst bis zur lateralen Kortikalschicht hin. Die Achse des Dornes bildet einen Winkel von ca. 130 mit der Längsachse des Femurs.
Aussen, an der lateralen Mantelfläche des Femurs, unterhalb des Trochanter majors,befindet sich eine Gegenplatte 21. Eine Schraube 22 (Zuganker) mit sphärischer Auflagefläche am Kopf dringt durch die laschenförmige Gegenplatte 21, und die darunterliegende Kortikalschicht und wird durch eine Bohrung im Dorn 18 so geführt, dass am proximalen Ende des Dornes eine Mutter 23 aufgeschraubt werden kann. Die Mutter 23 ist innerhalb des Dornes 18 versenkt. Die Platte 21 ist mit mehreren Knochenschrauben 24 an der dicken Kortikalis im Gebiet des M. Vastus lateralis befestigt.
Im Ruhezustand, d.h. wenn keine Kräfte auf den Kugelkopf 20 wirken, befindet sich die Druckscheibe 12 am Femurhals und die Platte 21 unterhalb des Trochanter majors
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höchstens in leicht vorgespanntem Zustand, bedingt durch die Vorspannung von der Schraube 22. Eventuell befindet sich auch eine Vorspannung im Gebiet der Platte 2], d.h. in der dicken lateralen Kortikalschicht, aufgebracht durch die Schrauben 24.
Bei Belastung wird der Dorn 18 durch die Normalkraftkomponente auf die Druckscheibe 12 angepresst und der Femurhals nimmt diese Druckkraft auf, wie im physiologisch intakten Zustand. Die auf den Kugelkopf 20 wirkende Querkraftkomponente verursacht jedoch eine Biegung im Druckscheibenbereich und ist auch als Querkraft bei der Druckscheibe 12 noch vorhanden. Die dadurch erzeugte Biegung soll von der Druckscheibe-Femurhals-Verbindung möglichst fern gehalten werden, denn eine Biegung im vollen Masse wird mit Sicherheit zu einer Abhebung der Druckscheibe im oberen Femurhalsgebiet führen. Um dem entgegenzuwirken, wird unter Berücksichtigung der Elastizität des Knochens eine möglichst biegesteife Verbindung zwischen Dorn 18 und der lateralen Kortikalschicht unterhalb des Trochanter majors hergestellt. Dies geschieht über die Schaftschraube 22 und Platte 21. Auf Grund der erforderlichen Biegesteifigkeit ist es daher notwendig, dass die Schraube 22 mit möglichst wenig Spiel in die Bohrung des Domes 18 passt. Die sphärischen Sitzflächen zwischen Dorn 18 und Druckscheibe 12 sowie auch zwischen Schraube 22 und Platte 21 erleichtern die Montage und gestatten geringe geometrische Abweichungen bei der Resektion des Femurhalses.
Eine weitere Schraube könnte oberhalb des
biegesteifen Schaftes 18 angeschraubt sein und als zusätzliche Gewähr dienen, dass die Druckscheibe 12 sich nie vom Femurhals abhebt.
Auch bei dieser Lösung kann, wenn nötig, durch einen einfachen chirurgischen Eingriff die Schraube jederzeit nachgezogen werden. 7Q9851 /Q801

Claims (9)

  1. Patentansprüche
    (IJ Gelenkprotheseteil mit Kugelkopf, insbesondere proximale Femurendoprothese mit Kugelkopf, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf zu seiner Verankerung an einem Knochenende mit einer Zugvorrichtung versehen ist, welche aus einem durch den Knochen steckbaren Zuganker, einer auf der Kugelkopfseite an den Knochen anlegbaren Druckscheibe und einer auf der entgegengesetzten Knochenseite auflegbaren Gegenplatte besteht.
  2. 2. Gelenkprotheseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckscheibe auf ihrer dem Knochen zugewandten Stirnfläche mit einer Ringnute versehen ist, welche dazu dient, über einen resezierten Knochenhalsstumpf gesetzt zu werden, um die Querstabilität der Scheibe und den erforderlichen Widerstand gegen Verdrehung zwischen Scheibe und Knochen zu gewährleisten.
  3. 3. Gelenkprotheseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf über einen büchsenförmigen Dorn auf der Druckscheibe anliegt, wobei der Zuganker im Innern des Dorns mittels einer Mutter festgeschraubt ist.
  4. 4. Gelenkprotheseteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mutter und dem Boden des hülsenförmigen Dorns eine Druckfeder, z.B. eine Tellerfeder bzw. ein Tellerfedersatz angeordnet ist, so dass die Zugvorrichtung jederzeit unter Vorspannung steht und dadurch eine Abhebung der Druckscheibe vom Knochen unter Belastung nicht auftreten kann.
    709851/0801
  5. 5. Gelenkprotheseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherheits- und Kontrollschraube zwischen Gegenplatte und Druckscheibe oberhalb des Zugankers vorgesehen ist, damit im eingebauten Zustand bei jeder Belastung ein Abheben der Druckscheibe vom Knochen, z.B. von einem resezierten Knochenhalsstumpf, nicht stattfinden kann.
  6. 6. Gelenkprotheseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf auf einem hohlen Dorn vorgesehen ist, dessen Schaft den Zuganker über den grössten Teil seiner Länge umgibt und in welchem der Zuganker kopfseitig einschraubbar ist, wobei der Schaft des Dorns unterhalb des Kugelkopfes eine Schulter aufweist, deren der Druckscheibe zugekehrte Fläche sphärisch gewölbt ist und mit einem entsprechend ausgebildeten Sitz in der zentralen Oeffnung der Druckscheibe zusammenwirkt.
  7. 7. Gelenkprotheseteil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die Druckscheibe im eingebauten Zustand gegen Verdrehung zu sichern.
  8. 8. Gelenkprotheseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenplatte Mittel aufweist, um im eingebauten Zustand mit der Kortikalschicht des Knochens verbunden zu werden.
  9. 9. Gelenkprotheseteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die am Knochenstumpf aufliegende Fläche der Druckscheibe aus keramischem Material besteht.
    709851/08D1
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