DE19604458C2 - Gelenkpfanne - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gelenkpfanne nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 sowie eine Hüftgelenksendoprothese mit einer
derartigen Gelenkpfanne.
In der orthopädischen Chirurgie stellt der Ersatz verschlisse
ner, krankhafter oder durch Unfall beschädigter Gelenke durch
Prothesen ein wichtiges Arbeitsgebiet dar. Hierbei ist der
Ersatz eines menschlichen Hüftgelenks durch eine Totalendo
prothese die am häufigsten durchgeführte gelenkplastische
Operation. Trotz der in mittlerweile etwa 100 Jahren ge
sammelten Erfahrungen, die die Implantation von Hüft-Endo
prothesen zu einem Routineeingriff gemacht haben, treten bei
Hüftgelenkprothesen nach einiger Zeit häufig Schwierigkeiten
auf, die eine Reoperation erforderlich machen können. Diese
Schwierigkeiten sind im wesentlichen darauf zurückzuführen,
daß sich die im Beckenknochen üblicherweise mit Hilfe von
Knochenzementen verankerte Gelenkpfanne lockert oder wandert.
Als Ursache für diese Pfannenlockerung werden vor allem
chronische mechanische Überbelastungen der Grenzschichten von
Pfanne zu Knochen oder Knochenzement aufgrund geänderter
Steifigkeits- und Dämpfungseigenschaften des Gesamtsystems und
Vibrationsbewegungen im Mikrobereich angesehen, die beim
Belasten und Bewegen des Gelenks von der Pfanne durch den
Knochenzement hindurch auf den Knochen übertragen werden und
wahrscheinlich zu örtlichen Nekrosen und/oder Abbauerscheinun
gen des Knochens führen.
Zur Vermeidung dieser die Pfannen
lockerung herbei führenden Vibrationen wurde bereits vorgeschla
gen, die über das Gelenk auf den Knochen übertragenen
Stoßbelastungen durch zwischengeschaltete Schichten aus
elastischem Material zu dämpfen. So beschreibt die DE-AS 22 05 400
eine Hüftgelenkpfanne, die auf ihrer dem Beckenknochen
zugewandten Verankerungsfläche ein fest aufgebrachtes
hochelastisches Material, bspw. Silikonkautschuk, aufweist.
Hierdurch sollen nicht nur die auf das Gelenk wirkenden
Stoßbelastungen sondern auch die hierbei weitergeleiteten
Schwingungen gedämpft werden, so daß Vibrationen im Mikro
bereich an der Grenzfläche Knochenzement/Knochen weitgehend
vermieden werden. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß auch
durch eine derartige Anordnung eine Lockerung und Wanderung
der Gelenkpfanne im Becken nicht dauerhaft verhindert werden
kann.
Aus der WO 88/07845 ist eine Gelenkpfanne bekannt, die eine
kugelkalottenförmige Ausnehmung zur Aufnahme eines Gelenk
kopfes aufweist. Die Ausnehmung ist an ihrem oberen Rand über
umlaufende Schnappverbindungen mit einem Ring verbunden, der
ein Verschieben (Luxation) des Gelenkkopfes verhindern soll.
Hierbei liegt der Gelenkkopf jedoch vollflächig mit einer
sphärischen Kontaktfläche an der Gelenkpfanne an. Aufgrund der
vollflächigen Anlage des Gelenkkopfes an der Gelenkpfanne
werden jedoch Stöße ungedämpft weitergeleitet, so daß
Luxationen weiterhin auftreten können.
Die EP 0 556 926 A1 beschreibt eine Gelenkpfannenanordnung mit
zwei ineinanderliegenden im wesentlichen halbkugelförmigen
Schalen. Die innere der beiden Schalen weist einen einseitig
erhöhten Rand sowie eine umlaufende Nut auf. Um das Einsetzen
des Gelenkkopfes zu erleichtern, kann die innere Gelenkpfanne
gegen die äußere Schale verschoben werden. Anschließend wird
die innere Schale durch einen in der äußeren Kugelschale
angeordneten und mit der Nut der inneren Gelenkpfanne in
Eingriff stehenden Dichtungsring arretiert.
Aus der DE 33 25 448 A1 ist eine Hüftpfannen-Endoprothese
bekannt, die eine implantierbare äußere Fassung und einen
darin passend gehaltenen, die Gelenkfläche bildenden Einsatz
aufweist. Der Einsatz ist in unterschiedlichen Stellungen in
der Fassung einstellbar und fixierbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderten Pfannenwan
derungen und -lockerungen weiter zu minimieren bzw. ganz zu
vermeiden.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung im wesentlichen durch die
kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Im Gegensatz
zu den bisher verwendeten Prothesen, bei denen der Gelenkkopf
vollflächig an der Gelenkpfanne anliegt und Belastungen im
allgemeinen stoßartig nach oben weitergibt, sieht die
Erfindung eine Seitenbelastung des Gelenkkopfes bzw. der
Gelenkpfanne vor. Wirkt nun eine Belastung auf das Hüftgelenk,
so verformt sich die ringförmige Kontaktfläche der Gelenkpfan
ne elastisch und weitet sich auf, so daß sich ihr Durchmesser
etwas vergrößert. Der Gelenkkopf kann in die innere Ausnehmung
gleiten und dämpft die aufgebrachte Belastung. Es hat sich
herausgestellt, daß hiermit den natürlichen Gegebenheiten
weitgehend angenä
herte Bedingungen geschaffen werden können, so daß die
Überbelastung der Grenzschichten von Pfanne zu Knochen oder
Knochenzement stark verringert werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die
ringförmige Kontaktfläche zur Ausnehmung hin geneigt, um die
Gleitbewegung des Gelenkkopfes zu unterstützen.
Vorzugsweise ist der mittlere Durchmesser der Kontaktfläche,
wenigstens aber der Durchmesser der Ausnehmung geringfügig
kleiner als der Durchmesser des Gelenkkopfes. Bei der
elastischen Aufweitung kann der Gelenkkopf somit in die innere
Ausnehmung gleiten und die aufgebrachte Belastung dämpfen.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung
sind in der Kontaktfläche mehrere über den Umfang verteilte
Nuten oder Entlastungsbohrungen ausgebildet, die eine
Verbindung vom Inneren der Ausnehmung nach außen schaffen. Im
Inneren der Ausnehmung sammelt sich während des Einsatzes der
Hüftgelenkprothese Gelenkflüssigkeit an, die bei einem
Eintreten des Kugelkopfes in die Ausnehmung über die Entla
stungsnuten bzw. -bohrungen herausgepreßt wird. Durch diesen
Pumpeffekt wird eine zusätzliche viskose Dämpfung erzielt.
Es ist zu vermeiden, daß der Kugelkopf weiter als bis zu
seinem Äquator in die Pfanne hineingleiten kann, da sonst ein
selbsttätiges Herauspressen des Kopfes durch das elastische
Rückstellvermögen des Pfannenmaterials nicht mehr möglich ist.
Aus diesem Grund ist bei einer Weiterbildung der Erfindung
vorgesehen, daß die Tiefe der Ausnehmung etwas geringer ist
als der Radius des Gelenkkopfes. Bevor der Gelenkkopf über
seinen Äquator hinaus in die Gelenkpfanne hineingleiten kann,
stößt er somit gegen die Endfläche der Ausnehmung und wird an
einem weiteren Eintreten gehindert.
Erfindungsgemäß ist in der Ausnehmung der Gelenkpfanne ein
umlaufender ringförmiger Absatz vorgesehen, an dem die
ringförmige Kontaktfläche ausgebildet ist. Auf diese Weise
kann die Aufnahme des Kugelgelenkkopfes unabhängig von der auf
die Verankerung im Beckenknochen abgestimmten Außenseite der
Gelenkpfanne vorgenommen werden.
Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist
in der Pfanne eine Mehrzahl von Hohlräumen ausgebildet, durch
die die Steifigkeit und Elastizität des Pfannenmaterials
soweit erhöht wird, daß eine weitgehende Dämpfung der auf das
Hüftgelenk wirkenden Stoßbelastungen erreicht wird. Es hat
sich herausgestellt, daß bei geeigneter Ausgestaltung diese
Hohlräume eine so signifikante Dämpfung bewirken, daß durch
die Hohlräume allein eine den natürlichen Gegebenheiten
angenäherte Kraft- und Schwingungsübertragung auf die
Grenzflächen zwischen Gelenkpfanne, Knochenzement und Knochen
erreicht wird. Die Verwendung der Hohlräume führt somit sowohl
in Kombination mit der oben beschriebenen Dämpfung des
seitenbelasteten Kugelkopfes als auch selbständig zu einer
Hüftgelenkprothese, die dauerhaft im menschlichen Körper
implantiert bleiben kann.
Die Hohlräume können grundsätzlich beliebig ausgebildet sein,
wobei sich die Ausgestaltung als umlaufende Röhren als sehr
zweckmäßig erwiesen hat. Hierbei können mehrere Röhren
übereinander angeordnet und der Durchmesser der jeweiligen
Röhrenkreise der kugelkalottenförmigen Ausnehmung der
Gelenkpfanne angepaßt sein.
Erfindungsgemäß wird ferner der Innendurchmesser der Röhren
auf das an der entsprechenden Stelle der Pfanne gewünschte
Verformungsverhalten abgestimmt. Die Röhren weisen demnach
voneinander abweichende Innendurchmesser auf.
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung sind die
Hohlräume als Blasen oder dergleichen ausgebildet, wobei die
Anordnung und/oder Größe der Blasen ebenfalls auf das an der
entsprechende Stelle der Pfanne gewünschte Verformungs
verhalten abgestimmt ist.
In Versuchen zeigte sich, daß die den natürlichen Gegebenhei
ten angenäherten Dämpfungswerte sowohl dann erreicht werden
können, wenn nahe den oberen und unteren Randbereichen größere
und im mittleren Bereich kleinere Hohlräume vorgesehen sind,
als auch bei der umgekehrten Gestaltung.
Erfindungsgemäß besteht die Pfanne aus einem tragfähigen aber
elastischen und biokompatiblen Material, insbesondere einem
Polymermaterial, welches ausreichende Elastizitäts- und
Steifigkeitseigenschaften besitzt und gleichzeitig körperver
träglich ist. Selbstverständlich sind auch andere Werkstoffe
oder Stoffkombinationen einsetzbar, die den entsprechenden
Anforderungen genügen. So ist es Bestandteil der Erfindung,
daß bspw. zur Verbesserung der tribologischen Eigenschaften
ein verstärkendes Material in das Pfannengrundmaterial
integriert ist.
Insbesondere die in der Gelenkpfanne vorgesehenen Hohlräume
sind ausgesprochen schwer herzustellen. Es hat sich her
ausgestellt, daß generative Herstellungsverfahren
(Rapid-Prototyping), bspw. die Stereolithographie oder
Lasersintering-Verfahren, zu hervorragenden Ergebnissen
geführt haben.
Die Erfindung betrifft ferner eine Hüftgelenkendoprothese mit
einem über einen Schaft im Oberschenkelknochen (Femur)
verankerten Kopf und einer im Beckenknochen verankerten
Pfanne, in der der Kopf wenigstens teilweise aufgenommen ist,
wobei die Pfanne eine Hüftgelenkpfanne mit den obenbeschriebe
nen Merkmalen ist.
Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der
Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung.
Es zeigen:
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine Gelenkpfanne
gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Ansicht von unten auf die Gelenkpfanne gemäß
Fig. 1,
Fig. 3 die Gelenkpfanne gemäß Fig. 1 mit einem darin
aufgenommenen Gelenkkopf,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungs
form der Erfindung,
Fig. 5 in perspektivischer Darstellung einen Schnitt durch
die Ausführungsform gemäß Fig. 4, wobei in der
rechten Bildhälfte eine abgewandelte Ausführung
dargestellt ist,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform
der Erfindung und
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer Hüftgelenkendo
prothese mit einer erfindungsgemäßen Gelenkpfanne.
Bei der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungs
form der Erfindung ist in einer Gelenkpfanne 1 eine im
wesentlichen kugelkalottenförmige Ausnehmung 2 zur Aufnahme
eines im wesentlichen kugeligen Hüftgelenkkopfes 3 ausge
bildet. Angrenzend an ihren kugelkalottenförmigen Abschnitt
weist die Ausnehmung 2 einen umlaufenden Absatz 4 auf, der
schräg zum Inneren der Ausnehmung 2 hin geneigt ist und eine
ringförmige Kontaktfläche 5 zur Anlage des Gelenkkopfes 3
bildet.
Aus Fig. 2 wird deutlich, daß in der ringförmigen Kontakt
fläche 5 eine Mehrzahl über den Umfang verteilter Entlastungs
nuten 6 ausgebildet sind, die bei eingesetztem Gelenkkopf 3
einen Zwischenraum 7 zwischen Gelenkpfanne 1 und Gelenkkopf
3 nach außen öffnen (vgl. Fig. 3). Anstelle der Nuten 6
können auch Entlastungsbohrungen oder dergleichen vorgesehen
sein.
Die äußere Form der Gelenkpfanne 1 ist in Abhängigkeit von den
bei der Verankerung im nicht dargestellten Beckenknochen zu
berücksichtigenden Gegebenheiten ausgebildet. Wie aus Fig. 1
deutlich wird, kann bspw. eine Seite der Gelenkpfanne
verlängert sein, um die Bewegungsmöglichkeiten des Hüftgelenks
festzulegen und eine möglichst große Verankerungsfläche zu
bieten. Ferner können auf der Außenseite Verankerungszapfen
8 vorgesehen sein, die die Befestigung, bspw. mit Knochenze
ment, erleichtern.
Der mittlere Durchmesser D der Kontaktfläche 5 ist geringfügig
kleiner als der Durchmesser d des Gelenkkopfes 3. Wesentlich
ist hierbei vor allem, daß der freie Innendurchmesser der
Kontaktfläche 5 etwas kleiner ist als der Durchmesser des
Gelenkkopfes 3, damit unter normalen Bedingungen (keine
übergroße Belastung) ein Hineinrutschen des Gelenkkopfes 3 in
die Ausnehmung 2, das zu der bei bekannten Prothesen vorlie
genden flächigen Anlage führen würde, verhindert wird. Die
Tiefe t der kalottenförmigen Ausnehmung 2 ist geringer als der
Radius R des Gelenkkopfes 3.
Zur Bildung einer Hüftgelenkprothese 9, wie sie bspw. in Fig.
7 dargestellt ist, wird die Gelenkpfanne 1 bspw. mittels
Knochenzement und/oder Schrauben oder dgl. in einem nicht
näher dargestellten Beckenknochen verankert. Der Gelenkkopf
3, der an einem Schaft 10 angebracht ist, wird in einem
ebenfalls nicht näher dargestellten Oberschenkelknochen
(Femur) verankert und in die Gelenkpfanne 1 eingesetzt. Da der
Durchmesser D der Kontaktfläche 5 der Gelenkpfanne 1 kleiner
ist als der Durchmesser d des Gelenkkopfes 3, liegt der
Gelenkkopf 3 auf der ringförmigen Kontaktfläche 5 auf und kann
nicht vollständig in die Ausnehmung 2 eintreten. Wird das
Hüftgelenk nun, bspw. durch Treppensteigen oder Springen,
stark belastet, so drückt der Gelenkkopf 3 seitlich gegen die
abgeschrägte ringförmige Kontaktfläche 5, woraufhin diese sich
aufgrund ihrer Elastizität geringfügig aufweitet und ein
teilweises Hineingleiten des Gelenkkopfes 3 in die Ausnehmung
2 zuläßt. Der "Einfederungsbereich", um den sich der Gelenk
kopf 3 in die Gelenkpfanne 1 hinein verschieben kann, ist in
Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 5, versehen. Die im Zwischenraum
7 zwischen Gelenkkopf 3 und Gelenkpfanne 1 angesammelte
Gelenkflüssigkeit wird hierbei durch die Entlastungsnuten 6
verdrängt, wodurch eine zusätzliche viskose Dämpfung erzielt
wird.
Da bei einem Eintreten des Gelenkkopfes 3 in die Gelenkpfanne
1 über seinen Äquator hinaus das elastische Rückstellvermögen
der Gelenkpfanne 1 nicht mehr ausreicht, um den Gelenkkopf 3
wieder selbständig aus der Ausnehmung 2 herauszupressen, ist
die Tiefe t der Ausnehmung 2 etwas geringer als der Radius R
des Gelenkkopfes. Somit kann der Gelenkkopf 3 nicht über
seinen Äquator hinaus in die Ausnehmung 2 der Gelenkpfanne 1
eintreten.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, bei der die Dämpfung einer auf das Hüftgelenk
ausgeübten Stoßbelastung auf andere Weise erfolgt als bei der
Gelenkpfanne 1 gemäß Fig. 1.
Bei der Gelenkpfanne 11 der zweiten Ausführungsform sind in
dem Vollmaterial der Gelenkpfanne 11 um eine Ausnehmung 12
kreisförmig umlaufende Röhren 13 ausgebildet, die das
Deformations- und Steifigkeitsverhalten der Prothese ver
bessern und den Verhältnissen bei natürlichen Gelenken
anpassen sollen. Mehrere solcher umlaufender Röhren 13 sind
übereinander angeordnet, wobei der Innendurchmesser Dj der
Röhren 13 auf das an einer bestimmten Stelle der Gelenkpfanne
11 gewünschte Deformationsverhalten abgestimmt ist. So können
die dem Boden bzw. der Öffnung der Ausnehmung 12 naheliegenden
Röhren 13 einen größeren Durchmesser Di aufweisen als die
dazwischenliegenden Röhren 13. Ist aber ein anderes Deforma
tionsverhalten gewünscht, so können auch die mittleren Röhren
einen größeren Innendurchmesser Di aufweisen. Die optimale
Anordnung und Ausgestaltung der Röhren 13 ist experimentell
zu ermitteln.
Die in Fig. 5 gezeigte Gelenkspfanne 11′ weist Darstellung ist
in der rechten Hälfte eine abgewandelte Ausführungsform auf,
bei der anstelle der umlaufenden Röhren eine Vielzahl
blasenartiger Hohlräume 14 vorgesehen ist. Die Anordnung und
Größe der Hohlräume 14 kann ebenfalls an die an bestimmten
Stellen der Gelenkpfanne 11′ gewünschten Deformationseigen
schaften angepaßt werden.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei
der die Maßnahmen der ersten und zweiten Ausführungsformen
miteinander kombiniert sind.
Die Gelenkpfanne 21 weist somit sowohl um die Ausnehmung 22
umlaufende Röhren 23 als auch einen Absatz 24 mit einer
ringförmigen Kontaktfläche 25 für den hier nicht dargestellten
Gelenkkopf auf. Die durch Seitenbelastung der ringförmigen
Kontaktfläche 25 hervorgerufene elastische Aufweitung der
Gelenkpfanne 21 bewirkt ggf. zusammen mit der oben be
schriebenen viskosen Dämpfung durch die durch Entlastungsnuten
aus tretende Gelenkflüssigkeit eine Reduzierung der auf die
Gelenkpfanne einwirkenden Stoß und Schwingungsbelastung.
Ferner wird durch die Röhren 23 bzw. statt dieser vorgesehenen
andersartigen Hohlräume ein verbessertes Deformationsverhalten
der Gelenkpfanne 21 erreicht, das den natürlichen Gegebenhei
ten weitgehend angenähert ist.
Die Gelenkpfanne 1, 11, 11′, 21 besteht aus tragfähigem,
elastischem, biokompatiblem Material, bspw. einem Polymerwerk
stoff, das die erforderlichen Deformations- und Steifigkeits
eigenschaften aufweist. Zur Verbesserung der tribologischen
Eigenschaften kann ferner ein Verstärkungsmaterial in die
Pfanne integriert sein. Um hierbei die erforderlichen
komplizierten Formen herzustellen, haben sich generative
Herstellungsverfahren, bspw. die Stereolithographie, als
besonders zweckmäßig erwiesen. Mittels dieses Rapid-Prototy
ping können insbesondere die zu Versuchszwecken gewünschten
variablen Formen schnell und präzise hergestellt werden.
Die in Fig. 7 dargestellte Hüft-Endoprothese 9 zeigt die
Kombination einer Gelenkpfanne 1, 11, 21 zur Verankerung in
einem Beckenknochen mit einem über einen Schaft 10 in einem
Oberschenkelknochen verankerten Gelenkkopf 3.
Es wurden eine Reihe von Versuchen durchgeführt, um die mit
der Erfindung erzielbaren Verbesserungen zu überprüfen.
Es wurden eine erfindungsgemäße Pfanne mit ringförmiger
Kontaktfläche gemäß der ersten Ausführungsform (Typ I) sowie
zwei Pfannen mit um die Ausnehmung umlaufenden rohrförmigen
Hohlräumen gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung
untersucht. Bei Typ II ist dabei der Innendurchmesser des
mittleren Rohres am größten und nimmt zu den jeweils äußeren
Röhren hin ab, während bei Typ III eine umgekehrte Gestaltung
gewählt wurde.
Zum Vergleich wurden eine Pfanne der Protek AG (Standard,
M.E. Müller) mit einem Innendurchmesser von 26 mm, eine Pfanne
der Allo Pro GmbH (Endler) mit einem Innendurchmesser von
32 mm und eine Pfanne der Waldemar Link GmbH & Co (Mark III)
mit einem Innendurchmesser von 38 mm als Beispiele herkömm
licher Gelenkpfannen untersucht. Der Pfannenwerkstoff war
jeweils Polyethylen.
Als weitere Referenzwerte wurden natürliche Gelenke von
Schweinen und Lämmern sowie ein Modell mit einem zusätzlich
eingebrachten elastischen Dämpfer untersucht.
Für die Versuche wurden die Gelenke bzw. Prothesen mit
Belastungen von 2 bis 8,5 g angeregt, und die Reaktionskraft
Fz in Z-Richtung, die auf die Beckenknochen weitergegeben
würde, der Verformungsweg Δz der Gelenkpfannen und das
Intervall des Stoßimpulses Δtfges wurden gemessen.
Die Meßergebnisse für eine Belastung von 8,5 g sind in der
nachfolgenden Tabelle zusammengefaßt:
Es zeigt sich, daß die erfindungsgemäßen Pfannen (Typ I bis
III) wesentlich bessere Werte erreichen als die bei herkömm
lichen Hüftgelenkprothesen verwendeten Pfannen und sich den
Werten natürlicher Gelenke schon sehr weit annähern.
Mit der Erfindung wird somit eine Hüftgelenkendoprothese
geschaffen, die aufgrund verbesserter Dämpfungseigenschaften
die Belastungen und Schwingungen im Hüftgelenk weitgehend
reduziert und, insbesondere im Grenzbereich zwischen Pfanne
und Knochenzement oder Knochen den natürlichen Steifigkeits-
und Dämpfungseigenschaften ähnliche Werte erreicht, so daß
auch bei einer dauerhaften Implantation keine Lockerung oder
Wanderung der Gelenkpfanne zu befürchten ist.
Bezugszeichenliste
1 Gelenkpfanne
2 Ausnehmung
3 Gelenkkopf
4 Absatz
5 Kontaktfläche
5′ Einfederungsbereich
6 Entlastungsnuten
7 Zwischenraum
8 Verankerungszapfen
9 Hüft-Endoprothese
10 Schaft
11 Gelenkpfanne
12 Ausnehmung
13 Röhren
14 Hohlräume
21 Gelenkpfanne
22 Ausnehmung
23 Röhren
24 Absatz
25 Kontaktfläche
d Durchmesser des Gelenkkopfes
r Radius des Gelenkkopfes
t Tiefe der Ausnehmung
D Durchmesser der Kontaktfläche
Di Innendurchmesser der Röhren
2 Ausnehmung
3 Gelenkkopf
4 Absatz
5 Kontaktfläche
5′ Einfederungsbereich
6 Entlastungsnuten
7 Zwischenraum
8 Verankerungszapfen
9 Hüft-Endoprothese
10 Schaft
11 Gelenkpfanne
12 Ausnehmung
13 Röhren
14 Hohlräume
21 Gelenkpfanne
22 Ausnehmung
23 Röhren
24 Absatz
25 Kontaktfläche
d Durchmesser des Gelenkkopfes
r Radius des Gelenkkopfes
t Tiefe der Ausnehmung
D Durchmesser der Kontaktfläche
Di Innendurchmesser der Röhren
Claims (17)
1. Gelenkpfanne, insbesondere Hüftgelenkpfanne zur Ver
ankerung im Beckenknochen, mit einer im wesentlichen kugelka
lottenförmigen Ausnehmung (2, 22) zur wenigstens teilweisen
Aufnahme eines Gelenkkopfes (3), dadurch gekennzeichnet, daß
der Gelenkkopf (3) jedenfalls bei geringen Belastungen
ausschließlich über eine ringförmige Kontaktfläche (5, 25) an
der Gelenkpfanne (1, 21) anliegt.
2. Gelenkpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die ringförmige Kontaktfläche (5, 25) zur Ausnehmung (2, 22)
hin geneigt ist.
3. Gelenkpfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der mittlere Durchmesser (D) der Kontaktfläche
(5, 25), wenigstens aber der freie Innendurchmesser der
Ausnehmung (2, 22) geringfügig kleiner ist als der Durchmesser
(d) des Gelenkkopfes (3).
4. Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß in der ringförmigen Kontaktfläche (5, 25)
mehrere über den Umfang verteilte Nuten (6) oder Entlastungs
bohrungen ausgebildet sind, die eine Verbindung eines zwischen
Gelenkkopf (3) und Gelenkpfanne (1) gebildeten Zwischenraumes
(7) nach außen schaffen.
5. Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Tiefe (t) der Ausnehmung (2, 22)
geringer ist als der Radius (R) des Gelenkkopfes (3).
6. Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (2, 22) ein umlaufender
ringförmiger Absatz (4, 24) vorgesehen ist, an dem die
ringförmige Kontaktfläche (5, 25) ausgebildet ist.
7. Gelenkpfanne, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Pfanne (11, 21) eine
Mehrzahl von Hohlräumen (13, 14, 23) ausgebildet ist.
8. Gelenkpfanne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hohlräume als umlaufende Röhren (13, 23) ausgebildet sind.
9. Gelenkpfanne nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
mehrere Röhren (13, 23) übereinander angeordnet sind, wobei
der Durchmesser der Röhrenkreise der kugelkalottenförmigen
Ausnehmung (2, 22) angepaßt ist.
10. Gelenkpfanne nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Innendurchmesser (Dj) der Röhren (13, 23)
auf das an der entsprechenden Stelle der Gelenkpfanne (11, 21)
gewünschte Verformungsverhalten abgestimmt ist.
11. Gelenkpfanne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hohlräume als Blasen (14) ausgebildet
sind.
12. Gelenkpfanne nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anordnung und/oder Größe der Blasen (14) auf das an
der entsprechenden Stelle der Pfanne (11, 21) gewünschte
Verformungsverhalten abgestimmt ist.
13. Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pfanne (1, 11, 21) aus einem elasti
schen Material, insbesondere einem Polymermaterial besteht.
14. Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß in die Pfanne (1, 11, 21) ein ver
stärkendes Material integriert ist.
15. Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pfanne (1, 11, 21) aus einem bio
kompatiblen Material besteht.
16. Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pfanne (1, 11, 21) mittels eines
generativen Herstellungsverfahrens, bspw. der Stereolithogra
phie oder Lasersintering, hergestellt ist.
17. Hüftgelenkendoprothese mit einem über einen Schaft (10)
im Femur verankerten Kopf (3) und einer im Beckenknochen
verankerten Pfanne (1, 11, 21), in der der Kopf (3) wenigstens
teilweise aufgenommen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pfanne eine Hüftgelenkpfanne (1, 11, 21) nach einem der
Ansprüche 1 bis 16 ist.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10218978A1 (de) * | 2001-09-19 | 2003-04-03 | Ceramtec Ag | Hüftgelankprothese mit anschlaggeschütztem Prothesenschaft |
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1996
- 1996-02-08 DE DE19604458A patent/DE19604458C2/de not_active Expired - Fee Related
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