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DE3923154A1 - Endoprothese zum teilersatz des gelenkkopfes eines menschlichen knochens - Google Patents

Endoprothese zum teilersatz des gelenkkopfes eines menschlichen knochens

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Publication number
DE3923154A1
DE3923154A1 DE3923154A DE3923154A DE3923154A1 DE 3923154 A1 DE3923154 A1 DE 3923154A1 DE 3923154 A DE3923154 A DE 3923154A DE 3923154 A DE3923154 A DE 3923154A DE 3923154 A1 DE3923154 A1 DE 3923154A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
endoprosthesis according
pin
endoprosthesis
spherical section
anchoring
Prior art date
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Granted
Application number
DE3923154A
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English (en)
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DE3923154C2 (de
Inventor
Klaus-Dieter Schelhas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ORTHOPLANT ENDOPROTHETIK
Original Assignee
ORTHOPLANT ENDOPROTHETIK
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Publication date
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Publication of DE3923154A1 publication Critical patent/DE3923154A1/de
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Description

Die Erfindung betrifft eine Endoprothese zum Teil­ ersatz des Gelenkkopfes eines menschlichen Knochens, insbesondere des Oberschenkelknochens.
Eine derartige Endoprothese ist unter dem Namen Judet-Prothese seit 1946 bekannt und besitzt eine untere offene, kugelförmige Hohlkappe. Diese be­ kannte Kappe dient dazu, den nur schichtweise resezier­ ten Gelenkkopf des menschlichen Femurknochens zu über­ decken. Als Verankerungsteil dient ein relativ langer gerader, an seinem freien Ende angespitzter Schaft, der bei entsprechendem Verlauf der Resektionslinie in den Hals des Femurknochens eingetrieben wird. Nach­ teilig bei dieser bekannten Prothese ist es, daß der Schaft etwa in Richtung der Halsachse verläuft. Auf­ grund der im wesentlichen vertikalen Belastung er­ fährt daher der Prothesenschaft eine erhebliche Dreh­ moment-Belastung, die zur Lockerung und zu Schaft­ brüchen führen kann. Außerdem läßt sich bei Implan­ tation derartiger Kappen die oftmals tief in den Gelenkkopf hineinragende Beschädigung des Knochenge­ webes nicht ausreichend entfernen.
Aus der CH-PS 6 02 091 ist ferner eine Endoprothese bekannt, bei der nach entsprechender Resektion der gesamte Gelenkkopf ersetzt wird und mittels zweier Zuganker befestigt wird, die in Richtung der Halsachse des Femurs durch den Femur hindurchlaufen. Nachteilig bei dieser bekannten Endoprothese ist es, daß zu ihrer Implantation stets der gesamte Gelenkkopf entfernt werden muß, und zwar auch dann, wenn nur die obere Lauffläche des Gelenkkopfes, z.B. durch Coxatrose beschädigt ist. Außerdem erfordert die Verankerung der Verankerungsteile eine zusätzliche Entfernung von Knochenmaterial, wodurch der natürliche Femur eine Schwächung erfährt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Endoprothese der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß die Endoprothese bei schonender aber ausreichender Resektion des natürlichen Knochenmaterials eine feste Verankerung mit dem Femur eingeht.
Diese Aufgabe wird bei der Endoprothese der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch einen Kugelabschnitt, dessen Durchmesser D näherungsweise demjenigen des natürlichen Gelenkkopfes entspricht, und einen an der Unterseite des Kugelabschnitts an­ geordneten Verankerungszapfen, dessen Länge L im Bereich D/3 L D liegt und der über seine gesamte Länge L ein Schraubgewinde trägt.
Die erfindungsgemäße Endoprothese besitzt einen mas­ siven Kugelabschnitt mit einem zentralen Verankerungs­ zapfen auf der Unterseite, dessen Länge so bemessen ist, daß er - nach einer Resektion eines Teils des Gelenkkopfes - innerhalb des restlichen Teils des Ge­ lenkkopfes verankert wird. Besonders vorteilhaft läßt sich die Resektion in einer im wesentlichen horizon­ talen bzw. nur wenig geneigten Ebene vornehmen, so daß der Verankerungszapfen dann im wesentlichen in Richtung der Kraftachse, die etwa 14 bis 20° gegen die Vertikale geneigt ist, in den restlichen Gelenkkopf eingeschraubt und auf diese Weise befestigt wird. Die bei der na­ türlichen Belastung auftretenden Kräfte rufen dann keine bzw. nur geringe auf die Verankerung einwir­ kende Drehmomente hervor. Durch diese Verschraubung in der Spongiosa des restlichen Gelenkkopfes, die nur bei vergleichsweise kurzem Verankerungszapfen möglich ist, ist eine ausreichende Primär- und Lang­ zeitstabilität der Prothesen/Knochen-Verankerung gewährleistet. Die Ausbildung des Kugelabschnitts aus Massivmaterial hat den Vorteil, daß die Resektion des entsprechenden Teils des Gelenkkopfes einfach ist und daß dabei auch das tiefer liegende kranke Knochen­ gewebe entfernt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kugelabschnitt der Prothese näherungsweise eine Halbkugel, und die Länge L des Verankerungszapfens liegt bevorzugt im Bereich D/2 < L < 3 D/4. Besonders bevorzugt ist der Außen­ durchmesser des Schraubgewindes unmittelbar unter dem Kugelabschnitt der Prothese nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Gelenkkopfes und nimmt zum freien Ende des Verankerungszapfens hin so ab, daß das Gewinde, auch bei etwa vertikaler Zapfenachse, den unteren Gelenkkopf ausfüllt, ohne die Knochenwandung zu berühren. Bei dieser Aus­ führungsform der Erfindung wird für die vertikale Verankerung des Verankerungszapfens eine optimale Ausnutzung des verfügbaren Spongiosa-Volumens ge­ währleistet.
Der Verankerungszapfen kann als Zylinder oder als Konusabschnitt mit einer zum freien Ende hin vorhan­ denen Verjüngung ausgebildet sein. Alternativ läßt sich der Verankerungszapfen auch als Kugelabschnitt ausbilden, dessen Durchmesser ein vorgegebenes Maß kleiner als der Außendurchmesser des Kugelabschnitts ist und auf der Außenfläche ebenfalls das Schraub­ gewinde trägt.
Besonders bevorzugt besitzt der Kugelabschnitt an der Kante zu seiner Unterseite hin eine Umfangsfase. Die Resektionskante der Knochenwand des unteren Ge­ lenkkopfes wird bevorzugt mit derselben Fase ausge­ stattet, so daß sich die Endoprothese beim Einschrau­ ben in die Spongiosa schließlich selbst zentriert und auf diese Weise der Kugelform des unteren Ge­ lenkkopf-Abschnittes exakt anpaßt.
Besonders bevorzugt kann die Oberfläche des Ver­ ankerungszapfens und des Schraubgewindes mit einer Beschichtung aus Hydroxylapatit versehen werden, die das Verwachsen mit dem angrenzenden Knochenge­ webe erleichtern und fördern soll.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeich­ net.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Endoprothese im implantierten Zustand; und
Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der Endoprothese.
Gemäß Fig. 1 besitzt die Endoprothese 1 einen Kugel­ abschnitt 2, dessen Durchmesser D demjenigen des natürlichen Gelenkkopfes näherungsweise entspricht. Der Kugelabschnitt 2 besitzt eine ebene Unterseite 4, von der ein Verankerungszapfen 6 senkrecht absteht.
Der Verankerungszapfen 6 ist in der dargestellten Ausführungsform als Konusabschnitt ausgebildet, der sich zum freien Ende 7 hin verjüngt und über seine gesamte Länge außen ein Schraubgewinde 8 trägt. Das Schraubgewinde 8 besitzt unmittelbar unterhalb der Unterseite 4 des Kugelabschnitts 2 einen Außendurch­ messer, welcher ein vorgegebenes Maß kleiner ist als der Innendurchmesser des natürlichen Gelenkkopfes 10. Der Außendurchmesser des Schraubgewindes 8 nimmt zum freien Ende 7 des Verankerungszapfens 6 hin ab.
Die Länge L des Verankerungszapfens 6 liegt im Be­ reich D/3 L D, sie liegt besonders bevorzugt im Bereich D/2 < L < 3 D/4. Der Kugelabschnitt 2 ist näherungsweise als Halbkugel mit dem Durchmesser D ausgebildet und weist an der Kante zwischen Unter­ seite 4 und Kugelabschnitt 2 eine Umfangsfase 5 auf, die mit einer entsprechenden Umfangsfase der Re­ sektionskante des natürlichen unteren Gelenkkopf- Abschnitts zusammenpaßt und eine Zentrierung und Vergrößerung der Anlagefläche bei der Verankerung ermöglicht.
Im Kugelabschnitt 2 sind in geringem Abstand von der Umfangsfase 5 Bohrungen 3 eingearbeitet, die als An­ griffspunkte für Zapfen eines entsprechenden Eindreh­ werkzeuges dienen.
Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Endo­ prothese 1, bei welcher der Verankerungszapfen 6 als Hohlzylinder ausgebildet ist und an seinem freien Ende 7 eine entsprechende zentrale Innenbohrung 9 aufweist, welche sich im dargestellten Ausführungs­ beispiel in den Kugelabschnitt hineinerstreckt. Zu­ sätzlich zum Außengewinde 8, dessen Außendurchmesser sich zum freien Ende 7 hin verringert, besitzt der Verankerungszapfen 6 auf seiner Innenfläche ein Innengewinde 12, welches bis in den Kugelabschnitt hineinlaufen kann. Die Wandung des Verankerungszapfens 6 besitzt viele Durchbrechungen, durch die das ver­ bleibende natürliche Knochengewebe bei der implantier­ ten Prothese hindurchwächst. Das Außengewinde besitzt Gewindeflanken, die zum freien Ende 7 des Verankerungs­ zapfens 6 leicht abwärtsgeneigt sind.
Die Vorteile des hohlzylindrischen Verankerungszapfens liegen darin, daß der zentrale Bereich des Spongiosa­ gewebes des Gelenkkopfes bei der Implantation weit­ gehend erhalten bleibt und daher zur Verankerung der Prothese beiträgt. Durch die zusätzliche Ausbildung eines Innengewindes 12 an der Innenwand des Veran­ kerungszapfens 6 wird auch bei kurzem Verankerungs­ zapfen die tragende Gewindefläche nachhaltig erhöht und daher die Stabilität des Prothesen/Knochen-Ver­ bundes wesentlich verbessert.

Claims (14)

1. Endoprothese zum Teilersatz des Gelenkkopfes eines menschlichen Knochens, insbesondere des Oberschenkelknochens, gekennzeichnet durch
einen Kugelabschnitt (2), dessen Durchmesser D näherungsweise demjenigen des natürlichen Gelenk­ kopfes entspricht,
und einen an der Unterseite (4) des Kugelabschnitts (2) angeordneten Verankerungszapfen (6), dessen Länge L im Bereich D/3 L D liegt und der über seine gesamte Länge L ein Schraubgewinde (8) trägt.
2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge L etwa D/2 < L < 3D/4 beträgt.
3. Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelabschnitt (2) näherungsweise eine Halbkugel ist.
4. Endoprothese nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Schraubgewindes (8) zum freien Ende des Ver­ ankerungszapfens (6) hin abnimmt.
5. Endoprothese nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) zylinderförmig ausgebildet ist.
6. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) als Konusabschnitt ausgebildet ist, der sich zu seinem freien Ende hin verjüngt.
7. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) als Kugelabschnitt mit einem Durchmesser d < D ausgebildet ist.
8. Endoprothese nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kugelabschnitt (2) an der Kante zu seiner Unterseite (4) hin eine Um­ fangsfase (5) besitzt.
9. Endoprothese nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) und das Schraubgewinde (8) eine Beschichtung aus Hydroxylapatit aufweist.
10. Endoprothese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) an seinem freien Ende (7) in Zapfenrichtung eine Innenbohrung (9) aufweist.
11. Endoprothese nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbohrung (9) sich in den Kugelabschnitt (2) hineinerstreckt.
12. Endoprothese nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Verankerungszapfen (6) auf seiner Innenfläche ein Innengewinde (12) aufweist, welches dieselbe Steigung wie das Außen­ gewinde (8) besitzt.
13. Endoprothese nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde bis in den Kugelabschnitt (2) verläuft.
14. Endoprothese nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des hohlzylindri­ schen Verankerungszapfens Durchbrechungen aufweist.
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