DE20011728U1 - Tripolarer Kugelkopf für Hüftendoprothesen - Google Patents

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Tripolarer Kugelkopf für Hüftendoprothesen

Die Neuerung betrifft einen tripolaren Kugelkopf für Hüftendoprothesen, dessen kugel- und hohlkugelartige Schalen auf mehreren Gleitebenen ineinander selbst und um einen gemeinsamen oder exzentrisch angeordneten Drehpunkt schwenk- und drehbar sind.

Bekannt sind bipolare Kugelköpfe verschiedener Hersteller, auch als Duokopf bekannt, wobei eine mit einem Konus versehenen Metallkugel frei drehbar in einem größer als eine Halbkugel ausgebildetem Kunststoff- Insert oder Inlay einrastet und gleitet, und diese Halbkugel mit einer Metallschale überdeckt ist. Diese Kugelköpfe werden direkt, quasi als Pfannenersatz, ohne selbst befestigt zu werden, in die Hüfte eingesetzt und können sich mit einem gewissen Freiheitsgrad direkt auf dem Acetabulum abrollen. Dazu H.-G. Breyer, ,,Bipolare Hüftgelenksendoprothesen", Einhorn-Presse Verlag 1996, weiterhin „Unfällchirurg" 1992, Springer Verlag, Seiten 224-229.

Durch die DE-PS 43 36 552 ist in eine Beckenknochenpfanne fixierbare Duo-Kopf-Gelenkpfanne für ein künstliches Hüftgelenk bekannt. Hier soll ein Duo-Kopf mit noch einer weiteren Außenkalotte überdeckt werden, wobei diese mit Fixationsstacheln versehen ist. die diese Außenkalotte im Acetabulum des Patienten verankern soll. Nach diesem Aufbau einer Duo-Kopf lässt sich allerdings lediglich die Kugel in ihrer Zwischenschale frei drehen, eine zusätzliche Gleitebene, zwischen Zwischenschale und Außenkalotte ist nicht vorgesehen, zu der bereits bekannten Ausgestaltung des Duo-Kopfes ,wird nicht erkennbar.

So wurde auch bereits von teilweiser Beeinträchtigung der Freigängigkeit von Duo-Kopfgelenkpfannen, sowohl im Acetabulum als auch zwischen Kugel und Kunststoff- Inlay berichtet.

Insbesondere ist es bei diesem Typ der Duokopfendoprthesen nachteilig, dass bei Patienten mit eingeschränkter Bewegung die äußere Schale des Kopfes mit dem Acetabulum eine gewisse Verbindung eingeht, durch Anwachsen oder Ankleben, und zusätzliche Oxidation zwischen Kugel und Inlay ein größeres Reibungsmoment auftreten lässt, was dann wiederum zu erhöhter Schmerzbelastung und auch Lockerung der Gesamtprothese führen kann. Von Seiten der chirurgischen Ärzteschaft sind bereits deshalb Anregungen erfolgt, zunächst eine dünne Metallschale auf das Acetabulum zu befestigen, in welche dann der Kopf einer bipolaren Hüftendoprothese eingesetzt wird und damit dort den üblichen Bewegungsfreiraum ausnutzen kann.

Die Neuerung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, bisher bekannte bipolare Kugelkopf-Hüftendoprothesen dahingehend zu verbessern, indem die Gesamtreibungskraft eines solchen Kopfes nicht nur auf das Abrollen der äußeren Schale im Acetabulum und einer Gleitebene im Kopf verteilt wird sondern auf weitere, zusätzliche Gleitebenen.

Als Lösung wird vorgeschlagen, den Kugelkopf einer Hüftgelenkendoprothese mit mindestens zwei zueinander und ineinander laufenden, veränderbaren Gleitebenen auszugestalten.

Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Kugelkopf für Hüftendoprothesen mit den Merkmalen des Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Es wird bei Kugelkopf- Gelenkprothesen, insbesondere auch bei der bisher bekannten Duo-Kopf- Gelenkpfannen, angestrebt, den Bewegungsfreiraum der gesamten Prothese, man spricht hier auch vom sog. RoM- Range of Motion-, möglichst groß auszulegen.

In einer beispielhaften Ausführung wird zunächst von einem Kugelkopf für Hüftendoprothesen ausgegangen, der einen exzentrischen Aufbau besitzt, d. h. , die Kugel und das erste Inlay besitzen einen gemeinsamen Mittelpunkt, die äußere Halbschale bzw zweite Inlay besitzt einen anderen Mittelpunkt, der aber auf einer gemeinsamensenkrechte Ahcse liegt. Die innere Kugel, als erste Gleitebene, in die der Prothesenschaft direkt oder über einen Adapter eingesetzt wird, ist in einem ersten Inlay drehbar,wobei über dem ersten Inlay ist eine zweite Schale, als zweite Gleitebene angeordnet. Nach erfolgter Implantation, wobei der Kugelkopf als Gelenkpfanne direkt und ohne befestigen im Acetabulum anliegt, stellt die Außenschale quasi die dritte Gleit- oder Bewegungsebene dar.

Damit wird erreicht, dass eine große Auslenkung des femurseitigen Prothesenschaftes möglich wird, ohne dabei die Luxation der Innenkugel zu beschleunigen oder einzuleiten, insbesondere bei Langzeitnutzung und dabei möglichem Verkleben der äußeren Schale im Acetabulum. Die dort auftretenden Adhäsionskräfte werden häufig unterschätzt und stellen eine nicht zu ermittelnde Größe dar. Zwar ist der maximale Auslenkwinkel durch den konstruktive Aufbau von Prothesenschaft zur Halbkugel-Schale gegeben, doch ermöglicht die erfindungsgemäße Konstruktion einen um einige Grade größeren Auslenkbereich. Weiterhin vorteilhaft ist, dass die Reibungskräfte wirksamer auf mehrere Gleitebenen verteilt werden.

Ein derartiger Aufbau ist nunmehr auch optimal mit den entsprechenden Implantat-Werkstoffen aufzubauen, die zueinander die besten Gleiteigenschaften und andererseits auch eine hohe Abriebfestigkeit besitzen.

Weiterhin bleibt es dieser Lösung vorbehalten, durch verschieben der jeweiligen Mittelpunkte der einzelnen Gleitebenen eine positive oder auch negative Exzentrizität in dieses System zu bringen. Ebenso ist eine Erweiterung um eine oder weitere Gleitebenen im Bereich dieser Neuerung möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausfuhrungsbeispiels und anhand der Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 im Schnitt einen tripolarer Kugelkopf,

Fig. 2 den Kugelkopf mit einer ersten Auslenkung der Kugel, Fig. 3 den Kugelkopf mit der größten Auslenkung der Kugel. ·

Fig. 1 zeigt eine tripolares Kugelsystem 10, welche sich im angedeuteten Acetabulum 20 anlegt.

Dabei besitzt die Kugel 1 einen Innenkonus 2 zur Aufnahme des nicht näher dargestellten Schaftes einer Prothese oder eines entsprechenden Adapters.

Die Kugel 1 gleitet mit ihrer Oberfläche 3 in einem ersten Inlay 4 mit aufgebrachter Oberfläche 5. Darüber ist nunmehr ein zweites Inlay 6 mit einer aufgebrachten Oberfläche 7 vorhanden.

Somit ergeben sich drei Gleitebenen, nämlich als erstes die Ebene 3A zwischen Kugel lund Inlay 4, die zweite Gleitebene 5A zwischen Oberfläche 5 und Inlay 6 und die als dritte Bewegungsebene anzusehende Ebene 7A zwischen Außenschale 7 und dem Acetabulum 20.

Der materielle Aufbau gestaltet sich dahingehend, dass die Kugel 1 vorzugsweise aus Metall oder Keramik besteht, die in einem ersten Inlay 4 aus Kunststoff gleitet, wobei das Inlay 4 eine dazu fest aufgebrachte Oberfläche 5 aus Metall oder Keramik aufweisen kann. Das zweite Inlay 6 besteht ebenfalls vorzugsweise aus Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen (PE) und ist vorzugsweise mit einer Metallschale oder Metallbeschichtung 7 festverbunden. Auch kann die Kugel 1 aus einem entsprechenden Kunststoff gefertigt sein.

In einer Ausgestaltung der Neuerung kann der Aufbau einer solchen Kugelkopf auch dahingehend vorgesehen sein, dass anstelle des zweiten Inlay 6 die äußere Metallschale 7 direkt auf der Metallschale 5 gleitet. Somit ergibt sich eine besonders kleiner Aufbau einer Gelenkpfanne mit einer Gleitebene 5 A, bei der Metall auf Metall gleitet, wobei die besonders gut herzustellenden Metalloberflächen mit niedrigem Reibungskoeffizienten eine vorteilhafte Lösung darstellen.

Es ist selbstverständlich, dass die Gleitebenen 3A und 5A zueinander kein Spiel aufweisen, sondern gerade miteinander korrespondieren.

Die in Fig.l dargestellte Kugelkopf 10 ist, wie bereits erwähnt, exzentrisch aufgebaut. Alle Radien der Kugel 1 mit Gleitebene 3A ,Inlay 4 mit Oberfläche 5 und Gleitebene haben den gemeinsamen Mittelpunkt 12, während die Außenschale 7 mit Gleitebene 7A den Mittelpunkt 9 auf der senkrechten Achse 11.

Es kann aus verschiedenen Gründen notwendig, bzw vorteilhaft sein, die einzelnen Gleitebenen 3 A , 5 A und 7A einem anderen als auf der Achse 11 liegenden Mittelpunkt 9 zuzuordnen. Insbesondere kann eine positive oder negative Verschiebung des Mittelpunktes der Außenschale 7 zu einer gewünschten vorteilhaften Exzentrizität des Systems führen, um Selbstaufrichtungsmomente im Acetabulum auszulösen bzw. zu bewirken. Auch die Mittelpunktverschiebung des Gleitebene 5A kann hier gleiche Ergebnisse bewirken.

Fig. 2 zeigt ein Darstellung der erfindungsgemäßen Kugelkopf-Gelenkprothese 10 ohne Acetabulum, in einer ersten Ausschwenkung. Hierbei ist in der Kugel 1 ein möglicher Schaft 30 einer Prothese strichpunktartig angedeutet, welcher gerade beginnt, das erste Inlay 4 zu berühren und gegebenenfalls in eine weitergehende Ausschwenkung mit ein zu beziehen. Der Winkel zu einer Seite beträgt hier 35°.

Diese Art der Ausschwenkung kann so sein, wobei durchaus auch ein gemeinsames Ausschwenken der Kugel 1 mit dem Inlay 4,5 möglich und wahrscheinlich ist.

Fig. 3 zeigt die weiteste Ausschwenkung dieses Kugelkopfes 10 nach einer Seite, nämlich 45°, so das dadurch ein Gesamt winkel von 90° erreicht wird. Dabei würde eine noch knappere Konstruktion der äußeren Schale 6,7, wie ersichtlich, noch größere Ausschwenkwinkel ermöglichen.

Nach Vorstehendem ist ein konstruktiver Aufbau eines Kugelkopf mit drei oder vier ineinander gesetzten Gleitebenen ebenso im Bereich dieser Neuerung.

Claims (8)

1. Kugelkopf für Hüftendoprothesen mit einer, einen Konus tragenden Kugel, einer die Kugel kalottenartig umgebenden Halbschale wobei zwischen beiden eine Gleitebene gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kugelkopf (10) aus mindestens zwei Gleitebenen (3A, 5A) besteht, die ineinander selbst und um einen exzentrisch oder gemeinsamen angeordneten Drehpunkt (9, 12) schwenk- und drehbar sind.

2. Kugelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einem Konus (2) versehene Kugel (1) von einem ersten Inlay (4) mit Oberfläche (5) halbschalenförmig umgeben ist und diese wiederum von einem zweiten Inlay (6) mit Außenschale (7), so dass zwei Gleitebenen (3A, 5A) gebildet werden.

3. Kugelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Teile des Kugelkopfes (10) konzentrisch um einen Mittelpunkt (9) angeordnet sind.

4. Kugelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelpunkt für die Gleitebene (7A) auf der senkrechten Achse (11) oberhalb oder unterhalb des Mittelpunktes (9) angeordnet ist.

5. Kugelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel 1 mit Gleitebene 3A, erstes Inlay 4 mit Gleitebene 5A und zweites Inlay 6 mit Außenschale 7A verschiedene, auf einer senkrechten Achse (11) liegende Mittelpunkte haben.

6. Kugelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (1) aus Metall oder Keramik, das erste Inlay (4) aus Kunststoff mit einer Schicht (5) aus Metall versehen ist und das zweite Inlay (6) aus Kunstoff mit einer Metallschale (7) versehen ist.

7. Kugelkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des zweiten Inlay (6) eine außen liegende Metallschale (7) direkt auf der Metalloberfläche (5) des ersten Inlay (4) angeordnet ist und gleitet.

8. Kugelkopf nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kugelkopf durch drei Gleitebenen mit drei Inlays oder Gleitschalen gebildet ist, die ineinander selbst und um einen exzentrisch oder gemeinsamen angeordneten Drehpunkt (9, 12) schwenk- und drehbar sind.