DE2250501B2

DE2250501B2 - Befestigungsmittel für die Pfanne einer Hüftgelenkprothese

Info

Publication number: DE2250501B2
Application number: DE2250501A
Authority: DE
Inventors: Artur 7241 Tumlingen Fischer; Jean-Nicolas Prof. Strassburg Muller (Frankreich)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-10-14
Filing date: 1972-10-14
Publication date: 1974-09-19
Also published as: SU484662A3; US3896504A; DE2250501A1; DE2250501C3

Description

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Die Erfindung betrifft ein Befestigungsmittel für die Pfanne einer Hüftgelenkprothese mit halbkugelförmigem Schalenteil, die über Befestigungselemente in der Hüfthöhle des Beckenknochens befestigbar ist und einen breiten, den Randwulst der Hüfthöhle abdeckenden Stirnflansch aufweist, der mit Durchbrüchen zur Aufnahme der Befestigungselemente versehen ist.

Abnormitäten, Verletzungen und Krankheiten des Hüftgelenkes werden durch teilweise oder vollständigen Hüftgelenkersatz korrigiert. Dazu wird das Hüftgelenk entweder durch ein metallisches Hüftgelenkpfannenteil und/oder ein mit dem Hüftgelenkpfannenteil gelenkartig verbundenes metallisches Oberschenkelteil ersetzt. Bei vollständigem Hüftgelenkersatz ist es auch bekannt, wegen der hohen Reibung und des übermäßigen Abriebs auf Grund des Metall-zu-Metallkontaktes einen Teil des Gelenkes, vorzugsweise das Hüftgelenkpfannenteil, aus Polyäthylen hoher Dichte herzustellen. Dadurch kann zwar der Abrieb und die go Reibung beträchtlich verringert werden, dennoch ist ein Abrieb nicht ganz zu vermeiden. Somit ist auch bei dieser Werkstoffauswahl der Austausch des Hüftgelenkpfannenteiles bei längeren Verwendungszeiten nicht zu umgehen. Das Austauschen der Hüftgelenkpfanne stößt aber bei dem derzeitig gebräuchlichsten Befestigungsverfahren der Hüftgelenkpfanne auf Schwierigkeiten. Diese wird nämlich mit Methylmethacrylatzement in die Hüfthöhle einzementiert. Muß nun das einzementierte Hüftgelenkpfannenteil ausgetauscht werden, ist es notwendig, das gesamte Methylmethacrylat bis auf den Knochen herauszumeißeln und abzuschleifen und eine neue Ausnehmung im Beckenknochen auszubohren. Da hierzu eine ziemlich langwierige Operation erforderlich ist, ist die Infektionsgefahr groß.

Ein Austausch der Hüftgelenkpfanne kann auch notwendig werden, wenn sich unter dem Methylmethacrylatzemtent Infektionsherde bilden, die eine Zerstö

rung der Knochensubstanz nach sich ziehen.

Schwierigkeiten bei der Operation ergeben sich somit zum einen dadurch, daß die zum Ausmeißeln der Hüftgelenkpfanne und zum Ausschleifen des Zements erforderliche lange Operationszeit zu einem unerwünschten Operationstrauma bei den Patienten führen kann, und zum anderen dadurch, daß bei dem Einzementieren einer neuen Hüftgelenkpfanne beim Aushärten des Zementes Wärme freigesetzt wird, die zum Schutz der Knochensubstanz und der anderen benachbarten Gewebeteile über Kühlmittel abgeführt werden muß.

Aus der US-PS 3 641 590 beispielsweise ist auch ein anderes Befestigungsverfahren für die Hüftgelenkpfanne bekannt Nach diesem Verfahren erfolgt die Befestigung der Hüftgelenkpfanne mittels stiftförmigen Befestigungselementen, die den Rand der Pfanne durchdringen und ins Knochengewebe eingreifen. Die Haltekraft der Befestigungselemente beruht dabei auf der Reibung im Knochengewebe, was jedoch insbesondere bei Rüttelbewegungen ein Lösen der Befestigungselemente und damit der Hüftgelenkpfanne nicht hinreichend sicher verhindern kann.

Bei einer weiteren bekannten Befestigungsart (US-PS 2 947 308) wird der Beckenknochen durchbohrt und die Hüitgelenkpfanne über eine den Knochen vollständig durchdringende Befestigungsschraube mit Mutter gesichert. Dies hat aber eine erhebliche Schwächung des Knochens zur Folge.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein leicht lösbares Befestigungsmittel für eine Hüftgelenkpfanne zu schaffen, das unter Vermeidung einer Schwächung des Knochens eine vibrationssichere Befestigung der Hüftgelenkpfanne ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Befestigungselemente aus knochenverträglichem Metall hergestellte Dübel sind, die in an sich bekannter Weise durch einen mit Innengewinde versehenen Schaft und von diesem Schaft in Längsrichtung sich erstreckenden und vorzugsweise halbschalenförmigen Stegen gebildet sind, die beim Einziehen des Schaftes durch eine Befestigungsschraube unter radialem Ausknicken hinter der Corticalis des Knochens axial zusammenfaltbar sind.

Die Hüftgelenkpfanne hat einen halbkugelförmigen Schalenteil, der zur Aufnahme des kugeligen Kopfes des Oberschenkelteiles dient. Der Schalenteil wird von der Hüfthöhle aufgenommen, während der Stirnflansch der Hüftgelenkpfanne den Randwulst der Hüfthöhle abdeckt. Zur besseren Auflage des Stirnflansches können die Unebenheiten des Randwulstes abgefräst werden, so daß eine ebene Auflagefläche entsteht. Entsprechend der Höhe und Dicke der Corticalis des Randwulstes sind die zur Aufnahrre der Dübel vorgesehenen Durchbrüche im Stirnflansch der Hüftgelenkpfanne verteilt.

Vor dem Einsetzen der Dübel in den Knochen werden zunächst die Aufnahmebohrungen für die Dübel mit Hilfe einer Bohrvorrichtung gebohrt. Nach diesen vorbereitenden Maßnahmen wird nun die Hüftgelenkpfanne mit den Dübeln, die durch Eindrehen einer Befestigungsschraube aufspreizbar sind, am Beckenknochen befestigt. Die Anzahl der für die Befestigung der Hüftgelenkpfanne verwendeten Dübel richtet sich nach Körpergröße und Gewicht des Patienten.

Durch das spongiöse Innengewebe der Knochen sind zur Befestigung der Hüftgelenkpfanne Dübel erforderlich, die gleichermaßen wie die bekannten Dübel für

Hohlprofile hinter der verhältnismäßig dünnen, jedoch stabilen Corticalis einen Wulst ausbilden. Als Werkstoff für die Dübel wird ein knochenvenrägliches Metall verwendet Die Stege sind an den zukünftigen Knickstellen mit Einbuchtungen bzw. Kerben zur Verringerung der Biegesteifigkeit versehen oder, um die Knickrichtung vorzugeben, leicht vorgeknickt Beim Eindrehen der Befestigungsschraube wird der Schaft la Richtung Schraubenkopf bewegt, wobei die Stege raoial nach außen knicken und sich bei weiterem Anziehen an der Rückseite der Corticalis anlegen. Der Stirnflansch der Hüftgelenkpfanne wird dadurch zwischen Corticalis und Kopf der Befestigungsschraube bzw. einer Unterlagscheibe festgeklemmt und somit unverrückbar gehalten. i_S

Durch den Erfiⁿdungsgegenstand wurde eine zugunsten der Befestigung mittels Knochenzement fallengelassene Entwicklung wieder aufgegriffen. Durch den Ersatz der bislang für die Befestigung der Hüftgelenkpfanne verwendeten Befestigungselemente durch be- ao sondere Dübel konnten jedoch die Vorteile dieser Befestigungsart (relativ leichte Austauschbarkeit der Pfanne) mit denen der Befestigung mit Knochenzement (zuverlässige Fixierung der Pfanne) vereinigt werden.

Zum Auswechseln der Hüftgelenkpfanne werden die »5 mit ihrem Kopf bzw. über eine Unterlagscheibe die Hüftgelenkpfanne am Knochen haltenden Befestigungsschrauben gelöst. Danach wird die Gelenkpfanne aus der Hüfthöhle herausgenommen und durch eine neue, deren Stirnflansch allerdings die gleiche Durchbruchverteilung aufweisen muß wie die alte Gelenkpfanne, ersetzt. Die Durchbrüche passen dann auf die aus dem Knochen ragenden Flansche der beim Austausch der Pfanne im Knochen verbleibenden Dübel. Mit dem Wiedereindrehen der Befestigungsschrauben in die Dübel wird die Gelenkpfanne erneut am Bekkenknochen befestigt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Dübel stirnseitig einen mehreckigen, vorzugsweise rechteckigen Flansch autweisen, der in den komplementär gestalteten Durchbruch des Stirnflansches der Hüftgelenkpfanne eingreift. Diese Ausgestaltung verhindert das Mitdrehen des Dübels im Durchbruch des Stirnflansches beim Eindrehen der Befestigungsschraube Bei einer rechteckigen Ausführung des Flansches am Dübel und einem entsprechend angepaßten Durchbruch des Stirnflansches der Hüftgelenkpfanne ist es außerdem möglich, die Stellung des Dübels in bezug auf die Hüftgelenkpfanne und insbesondere auf den Randwulst der Hüfthöhle festzulegen. Da der Randwulst radial gemessen nicht allzu dick ist, ist eine Aufspreizung des Dübels von Vorteil, die in tangentialer Richtung zum Randwulst der Hüfthöhle verläuft. Der in dieser Richtung zur Verfügung stehende Raum für die Aufspreizung ist größer, so daß die Gefahr einer Sprengung des Knochens ausgeschlossen ist.

Schließlich kann noch in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die in den Dübel eingedrehte Befestigungsschraube durch über den Kopf der Befestigungsschraube umbörtelbaren Lappen, die an einer Unterlagscheibe ringförmig angeordnet sind, sicherbar sein. Ohne Sicherungsmittel wäre es eventuell möglich, daß sich die Befestigungsschraube löst und sich allmählich aus dem Dübel löst. Die Befestigung der Hüftgelenkpfanne wäre dadurch empfindlich geschwächt.

An Hand der Zeichnungen sind im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.

F i g. 1 zeigt die in die Hüfthöhle eingesetzte und mit Dübeln befestigte Hüftgelenkpfanne mit einem dazu passenden Oberschenkelteil,

F i g. 2 eine Draufsicht der in der Hüfthöhle befestigten Hüftgelenkpfanne,

F i g. 3 eine Schnittzeichnung des für die Befestigung der Hüftgelenkpfanne verwendeten Dübels.

Aus F i g. 1 ist ersichtlich, daß eine Hüftgelenkvoliprothese ein Oberschenkelteil 1 und ein Hüftgelenkpfannenteil 2 aufweist Das Oberschenkelteil 1 besteht aus dem kugelförmigen Kopfteil 3 und einem Verankerungsteil 4, mit dem das Oberschenkelteil 1 im Oberschenkelknochen 5 eingesetzt und verankert ist

Die Hüftgelenkpfanne 2 weist einen Schalenteil 6 auf, dessen schalenförmige Ausnehmung zur Aufnahme des Kopfes 3 des Oberschenkelteiles 1 dient Zur Befestigung der Hüftgelenkpfanne 2 in der Hüfthöhle 7 des Beckenknochens 8 ist diese mit einem Stirnflansch 9 versehen, der an dem Randwulst 10 der Hüfthöhle 7 aufliegt. Zur Verbesserung der Auflage können die Unebenheiten des Randwulstes 10 abgefräst werden. Für die Verankerung der Hüftgelenkpfanne 2 weist der Stirnflansch 9 verteilt auf seine gesamte Ringfläche Durchbrüche 11 auf, die zur Aufnahme von Befestigungselementen 12 dienen. Entsprechend der Verteilung der Durchbrüche 11, die von der Ausbildung des Randwulstes 10 und seiner Fähigkeit, einen Spreizdübel aufzunehmen, abhängt, wird auch der Randwulst 10 mit Bohrungen 13 zur Aufnahme der Befestigungselemente 12 versehen. Um das Fluchten der Durchbrüche 11 und der Bohrungen 13 im Randwulst 10 sicherzustellen, ist es vorteilhaft, für die Herstellung der Bohrungen 13 Bohrlehren zu verwenden.

Nach diesen vorbereitenden Maßnahmen werden die Dübel 12 durch die Durchbrüche 11 des Stirnflansches 9 der Hüftgelenkpfanne 2 hindurch in die Bohrungen 13 im Randwulst 10 des Beckenknochens 8 geschoben und durch Eindrehen von Befestigungsschrauben 14 verankert. Der Stirnflansch 9 der Hüftgelenkpfanne 2 wird dabei zwischen der Corticalis des Randwulstes 10 und dem Kopf 15 der Befestigungsschraube 14 bzw. einer Unterlagscheibe 16 geklemmt und dadurch unverrückbar gehalten. Zur Sicherung der Befestigungsschraube 14 weist die Unterlagscheibe 16 noch senkrecht stehende Lappen 17 auf, die nach dem Eindrehen der Befestigungsschraube 14 um deren Kopf umgebörtelt werden.

Eine mögliche Verteilung der Befestigungselemente 12 bei der Befestigung der Hüftgelenkpfanne 2 zeigt die Draufsicht nach F i g. 2. Die Breite des Stirnflansches 9 der Hüftgelenkpfanne 2 schwankt von Fall zu Fall je nach Breite des Randwulstes 10 zwischen 10 und 25 mm.

F i g. 3 zeigt eine mögliche Ausführungsform der für die Verankerung verwendeten Befestigungselemente 12. Das Befestigungselement 12 bestehe aus einem mit Innengewinde 18 versehenen Schaft 19 und zwei halbschalenförmig gebildeten S»egen 20, die von diesem Schaft 19 ausgehend sich in Längsrichtung erstrecken. Die freien Enden dieser beiden Stege 20 sind durch einen Flansch 21 begrenzt, der quadratischen oder einen rechteckigen Querschnitt aufweisen kann. Entsprechend der Außenkontur dieses Flansches 21 ist auch der Durchbruch 11 im Stirnflansch 9 des Hüftgelenkpfannenteiles 2 gestaltet, so daß der Flansch 21 in den Durchbruch 11 paßt. Dies ergibt eine Verdrehsicherung für den Dübel 12 beim Eindrehen der Befestigungsschraube 14 in den Schaft des Dübels 12. Bei einer rechteckigen Ausbildung des Flansches 21 ist es darüber hinaus noch möglich, die Ausknickrichtune des

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Dübels 12 innerhalb des Randwulstes 10 festzulegen. Von Vorteil ist eine Ausknickrichtung des Dübels 12, die tangential zum Randwulst 10 verläuft. Eine radial gerichtete Ausknickung könnte nämlich zur Sprengung des Randwulstes führen, da seine in dieser Richtung gemessene Dicke gering ist.

Beim Eindrehen einer Befestigungsschraube 14 in den Schaft 19 des Dübels 12 bewegt sich dieser Schaft 19 in Richtung Kopf der Befestigungsschraube 14, so daß die beiden Stege 20 des Befestigungselementes 12 radial nach außen knicken und sich hinter der Corticali des Knochens axial zusammenfalten. Um das Knickei nach außen sicherzustellen, können die Stege 20 an dei zukünftigen Knickstellen mit Ausnehmungen und Ein kerbungen versehen sein, die eine Verringerung dei Biegesteifigkeit der Stege 20 in diesem Bereich bewir ken. Den gleichen Zweck erfüllt aber auch schon ein< geringe Vorknickung der halbschalenförmigen Steg« 20, wie dies in F i g. 3 angedeutet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Befestigungsmittel für die Pfanne einer Hüftgelenkprothese mit halbkugelförmigem Schalenteil, die über Befestigungselemente in der Hüfthöhle des Beckenknochens befestigbar ist und einen breiten, den Randwulst der Hüfthöhle abdeckenden S ti Γη-flansch aufweist, der mit Durchbrüchen zur Aufnahme der Befestigungselemente versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungselemente aus knochenverträglichem Metall hergestellte Dübel (12) sind, die in an sich bekannter Weise durch einen mit Innengewinde (18) versehenen Schaft (19) und von diesem Schaft in Längsrichtung sich erstreckenden und vorzugsweise halbschalenförmigen Stegen (20) gebildet sind, die beim Einziehen des Schaftes (19) durch eine Befestigungsschraube (14) unter radialem Ausknicken hinter der Corticalis des Knochens axial zusammenfalt- ao bar sind.

2. Befestigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dübel (12) stirnseitig einen mehreckigen, vorzugsweise rechteckigen Flansch (21) aufweisen, der in den komplementär gestalteten as Durchbruch (11) des Stirnflansches (9) der Hüftgelenkpfanne (2) eingreift.