DE3125657A1

DE3125657A1 - Femorale hueftgelenk-endoprothese

Info

Publication number: DE3125657A1
Application number: DE19813125657
Authority: DE
Inventors: Helmut D. 2000 Hamburg Link
Original assignee: Waldemar Link GmbH and Co KG
Current assignee: Waldemar Link GmbH and Co KG
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1983-01-13

Description

Beschreibung
Die Erfindung besieht sich auf eine femerale Hüftgelenk-Endoprothese mit einem in die Markhöhle des Oberschenkelknochens einzusetzende Schaft, einer den Schaft proximal abschließenden Auflageplatte und einem von der Auflageplatte ausgehenden Halsteil, wobei die zur Auflage auf der Resektionsfläche des Oberschenkelknochens bestimmte Unterfläche der Auflageplatte Einrichtungen zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Knochen aufweist, deren Oberflächen teils winklig zur Hauptrichtung der Unterfläche verlaufen.
Bei den meisten bekannten Prothesen dieser Art ist die Unterfläche der Auflageplatte ebene Da sie schräg zur Hauptbelastungsrichtung liegt, ist ihre Fähißkeit zur Kraftübertragung begrenzt. Überdies neigt sie aufgrund des Effekts der schiefen Ebens dazu, unter starken Belastungen medial gerichtete Relativbewegungen zwischen der Prothese und dem Knochen hervorzurufen. Um dies ZU verhindern.
hat man die Unterfläche der Auflageplatte auch schon mit Riefen oder Zähnchen versehen, die bei Einsetzen der Prothese durch starken Druck in die Knochenoberfläche eindringen und damit eine Verankerung gegen seitliche Relativbewegungen und großflächige Kraftübertragung ergeben sollen.
In der Praxis läßt sich dieses Ziel allerdings kaum erreichen, weil es zum einen kaum möglich ist, die Prothese bei der Operation so stark gegen die Resektionsfläche des Knochens zu pressen, daß die Zähne in die harte Corticalis hinreichend eindringen, und weil zum anderen nicht gewährleistet werden kann, daß bei vorschriftsmäßigem Sitz der Prothese die Unterfläche der Auflageplatte so genau parallel zur Resektionsfläche liegt, daß sämtliche Riefen oder Zähnchen am Eingriff beteiligt werden können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Endopro these der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine bessere und sicherere Kraftübertragung zwischen der Unterfläche der Auflageplatte und der Resektionsfläche des Oberschenkelknochens ermöglicht.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die Unterseite der Auflageplatte ausgedehnte Flächenanteile aufweist, die mit der Richtung des Halsteils nach proximal/medial einen spitzen Winkel einschließen und durch etwa geradlinige, ventral-dorsal frei durchgehende Erzeugende bestimmt sind oder deren Negativform eine optimal freiliegende Rotationsfläche ist.
Das Merkmal, daß die spitzwinklig zur Halsteilrichtung geneigten Flächenanteile eine Negativform aufweisen, die entweder durch geradlinige, freiliegende Erzeugende bestimmt ist beziehungsweise eine proximal freiliegende Rotationsfläche ist, ergibt die Möglichkeit, die Resektionsfläche des Knochens so zu bearbeiten, daß sie die zur Unterfläche der Auflageplatte negativ fassende Gestalt erhält. Im ersten Fall kann die Bearbeitung mittels Fräse oder Säge in hin- und hergehender Bewegung erfolgen, während im zweiten Fall ein Rotationsfräser eingesetzt werden kann. Die Unterfläche der Auflagenplatte und die Resektionsfläche weisen dann zueinander- passende, ausgedehnte Flächenanteile auf9 die mit der Richtung des Halsteils einen spitzen Winkel einschließen und daher günstiger bezüglich der Haupt belastungsrichtung liegen. Der Effekt der schiefen Ebene tritt weniger stark in Erscheinung, und quer verlaufende Sekundärkräfte, die zu Relativverschiebungen od Lockerungen führen können, werden beseitigt oder verringert. Wenn in diesem Zusammenhang von Flächenanteilen gesprochen wird, so bedeutet dies nicht, daß diese in Mehr zahl vorhanden sein müssen. Je geringer die Zahl in ihrer Richtung unterscheidbarer und gesondert zu bearbeitender Flächen ist, umso sicherer tritt die erstrebte Wirkung ein.
Einfache Formen werden daher bevorzugt, insbesondere eine zylindrische beziehungsweise teil zylindrische Gestalt der Unterfläche der Auflageplatte. Auch eine sphärische Form kann im Hinblick auf die Bearbeitbarkeit und einen sicheren, eindentigen Sitz der Prothese vorteilhaft sein. Im allgemeinen ist es zweckmäßig. wenn die harte Corticalis des Oberschenkelknochens durch entsprechend stärkere Spitzwinklingkoit der beteiligten Flächen zur stärkeren Kraftübertragung als im Bereich der Spongioea herangezogen wird. Ferner ist es meist zweckmäßig, wenn die Bereiche größter Spitzwinkligkeit mehr im medialem oder mittleren Bereich der Auflagepla-'-tte als im lateralen Bereich liegen, damit nicht im letzteren durch entsprechende Ausformung der Resektionsfläche Kerbwirkungen im Kraftübergangsbereich zum größeren Trochanter verursacht werden0 - Zweckmäßig kann auch eine (in der Ansicht von ventral) gestufte oder gezahnte Ausbildung der Unterfläche der Auflageplatte sein.
Damit die erfindungsgemäße Neigung der Auflageplattenunterseite hinreichend wirksam wird, soll der genannte Spitzwinkel zwischen den geneigten Flächenteilen und der Halsteilrichtung im Bereich der stärkeren Neigung mindestens 750 erreichen, zweckmäßigerweise aber 600.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die zwei vorteilhafte Ausführungsbeispiele darstellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Oberschenkelknochen mit eingesetzter Prothese, bei der die Unterfläche der Auflageplatte zylindrisch geformt ist, und Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der die Unterfläche stufig gestaltet ist.
Beide Prothesen bestehen aus einem Schaft 1, der mit oder ohne Knochenzement in die Markhöhle 2 des Oberschenkelknochens 3 einzusetzen ist, der Auflageplatte 4, dem Halsteil 5 und der Gelenkkugel 6. Der Schaft 1 erweitert sich etwa konisch bis zur Unterfläche der Auflageplatte 4, die beim Ausführungsbeispiel der Fig 1 von der zylindrischen Fläche 7 gebildet ist und sich im Fall des Ausführungsbeispiels gem. Fig. 2 zusammensetzt aus einer zylindrischen Fläche 8, die die dem großen Trochanter 9 zu gewendete Hälfte der Unterfläche einnimmt, einer Stufenstirn 10, die nahezu parallel zur Richtung 11 des Halsteils 5 verläuft, und einer ebenen, senkrecht zur Richtung 11 des Halsteils 5 verlaufenden Fläche 12. Die Oberfläche des Schafts 1 und die Unterfläche der Auflageplatte 4 sind im allgemeinen stufig oder winklig gegeneinander abgesetzt, so daß ihre Grenze klar erkennbar ist. Im Falle eines allmählichen Übergangs erkennt man die Zugehrigkeit einer bestimmten Stelle zur einen oder anderen Oberfläche daran, daß die Oberfläche des Schafts mit der (gegebenenfalls ausgeweiteten) Markhöhle und die Unterfläche der Auflageplatte mit derjenigen Resektionsfläche des Oberschenkelknochens zusammenwirkt, die die Stirn des Knochens quer zu seiner Längserstreckung proximal begrenzt und im Stand der Technik im allgemeinen eben gestaltet ist, während sie im Falle der Erfingdung gemäß den folgenden Ausführungen geformt ist. In den Figuren erkennt man ihren freien Überstand über die Unterfläche der Auflageplatte 4 bei 13.
Gemäß Fig. 1 ist die Unterfläche 7 eine Kreiszylimderfläche, deren Mittelachse etwa bei dem Punkt 14 lotrecht die Zeichenebens durchstößt, In ihrem mittleren Bereich wird sie unterbrochen durch den Ansatz des Schafts 1D während sie außen durch den Rand der Auflageplatte 4 begrenzt ist0 Im Boispiel der Fig. 1 soll man ihn sich als Kreiszylinderfläche um die Achse 15 vorstellen, die parallel zur Achse 11 des Halsteile 5 gegenüber dieser ein wenig nach medial verschoben ist Statt einer solchen kreisförmigen Randbegrenzung der Auflageplatte 4 ist auch eine rechteckige Begrenzung, gegebenenfalls mit abgerundeten Ecken, möglich.
Die kreiszylindrische Unterfläche 7 der Auflageplatte gewährt medial einen guten Übergang der Resektionsfläche 13 zum großen Trochanter >k, ohne Bildung nachteiliger Kerben. Medial bildet sie im Bereich 17 eine Auflagefläche mit einem spitzen Winkel 18 zur Richtung 11 des Halsteils 5. Man könnte auch sagen, daß die Auflagefläche in diesem Bereich 17 der Horizontalrichtung angenähert ist. Dadurch ergibt sich eine bessere Ubertragung der vertikal verlaufenden Kräfte von der Prothese auf den Oberschenkelknochen, wobei wegen des Fehlens einer ausgesprochenen Neigung der an der Kraftübertragung beteiligten Flächen die Wirkungen einer schiefen Ebene entfallen. Als Vorteil ist es auch anzusehen, daß die der Horizontalen angenäherte Kraftübertragungsfläche 17 im Bereich der harten Corticalis des kleineren Trochanter liegt.
Die mit der Unterfläche 7 der Auflageplatte 4 zusammenwirkende Resektionsfläche des Oberschenkelknochens 3 ist der Unterfläche negativ identisch geformt, nämlich zylindrisch um die Achse 14. Sie setzt sich demnach aus geradlinigen Erzeugenden zusammen, die lotrecht zur Zeichenenbene verlaufen und daher durch eine Fräsung mittels eines lotrecht zur Zeichenebene gerade ausgebildeten oder in dieser Richtung bewegten Werkzeugs mit hoher Genauigkeit hergestellt werden kann.
Eine ähnliche Bearbeitungsgenauigkeit ergibt nur eine kreisende Werkzeugbewegung, um eine im wesentlichen senkrecht zur Resektionsfläche verlaufende Drehachse Die Erfindung erwägt daher auch die Ausbildung der Oberfläche 7 in Form einer solchen Rotationsfläche.
Anhand von Fig. 1 kann man sich die Ausführung dieser Rotationsfläche als Kugelfläche um die Achse 15 leicht vorstellen.
Im Beispiel der Fig. 2 setzen sich die Unterfläche der Auflageplatte 4 und somit auch die Resektionsfläche des Oberschenkelknochens 3 aus den Flächenanteilen 8, 10 und 12 zusammen, wobei die fläche 8 zylindrisch um die lotrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse 14, die Fläche 10 eine Ebene in sehr kleinem Winkel zur Richtung 11 des Halsteils 5 und die Fläche 12 eine Ebene senkrecht zur Richtung 11 des Halsteils 5 sind Die für die Kraftübertragung im Sinne der Erfindung wesentliche Fläche ist dabei die Stufenstirn 10, welche die im Bereiche der Flächen 8 und 12 aufgrund der Wirkung der schiefen Ebene erzeugten Gleitkräfte auffängt.
Da alle diese Flächen sich aus parallelen» lotrecht zur Zeichenebene Erzeugenden zusammensetzen, läßt sich auch in diesem Falle die Resektionsfläche des Knochens leicht und genau formen.
Es ist nicht erforderlich, daß die Stufenstirn 10 so steil (d.h. in so kleinem Winkel zur Richtung 11) verläuft wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Oftmals genügt ein Winkel in der Größenordnung von 30 bis 600.
Entscheidend ist des Vorhandensein einer Fläche, die die quer verlaufenden, aufgrund der Wirkung der schiefen Ebene erzeugten Gleitkräfte abfängt. Diese Bedingung wird natürlich besonders gut erfüllt, wenn diese Fläche den übrigen Flächen entgegengesetzt geneigt ist; jedoch ist dies nicht unbedingt erforderlich, weil schon eine Annäherung an die Horizontale mit einem Winkel zur Halsrichtung von weniger als etwa 600 eine ausreichende Schubsicherung ergibt.
Stufenstirnflächen in der Art der Fläche 10 können in einer Mehrzahl und mit einer jeweils geringeren Höhe vorgesehen werden. Die Grenze für die Zahl der Stufen beziehungsweise für die Feinheit der sich bei größerer Stufenanzahl ergebenden Zahnung liegt dort, wo die Kleinheit der einzelnen Flächen keine Gewähr mehr für eine genaue Bearbeitung der Knochenresektionsfläche mehr erwarten läßt. - Ebenso wie die Stufung gemäß Fig, 2 in Mehrzahl vorgesehen werden kann, kann auch die gebogene Form gemäß Fig. 1 mehrfach, nämlich wellenförmig an der Unterseite der Auflageplatte angeordnet werden.
Auch Kombinationen solcher Formgebung sind denkbar.
Leerseite

Claims

Femorale Hüftgelenk-Endoprothese P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Femorale Hüftgelenk-Endoporthese mit einem in die Mark höhle des Oberschenkelknochens einzusetzenden Schaft, einer den Schaft proximal abschließenden Auflageplatte und einem von der Auflageplatte ausgehenden Halsteil, wobei die zur Auflage auf der Resektionsfläche des Ober schenkelknochens bestimmte Unterfläche der Auflageplatte Einrichtungen zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Knochen aufweist, deren Oberfläche teils wiklig sur Hauptrichtung der Unterfläche verlaufen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Unterfläche (7; 8, 10, 12) der Auflageplatte (4) ausgedehnte Flächenanteile (10, 17) aufweist, die mit der Richtung (11) des Halsteils (5) nach prosimal/medial einen spitzen Winkel (18) sinschließeb und durch ehwa geradlinige, ventral-dorsal frei durchgehende Erseugende bestimmt sind.
2. Femorale Hüftgelenk-Endoprothese mit einem in die Markhöhle des Oberschenkelknochens einzusetzenden Schsft, einer den Schaft proximal abschließenden Auflageplatte und einem von der Auflagoplatte ausgehenden Halsteil, wobei die zur Auf lage auf der Resektionsfläche des Oberschenkelknochens be stimmte Unterfläche der Auflageplatte Einrichtungen zum formschlüssigen Zusammenwirken mit dem Knochen aufweist, deren Oberfläche teils winklig zur Hauptrichtung der Unterfläche verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterfläche (7; 8, 10, 12) der Auflageplatte (4) ausgedehnte Flächenanteile (10, 17) aufweist, die mit der Richtung (11) des Halsteils (5) proximal/medial einen spitzen Winkel (18) einschließen und deren Negativform eine proximal freiliegende Rotationsfläche ist.
3. Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterfläche (7) der Auflageplatte (4) mindestens teilweise zylindrisch geformt ist.
4. Endoprothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterfläche (7) insgesamt zylindrisch ist.
5. Prothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterfläche (7) eine Kugelkalotte ist.
6. Endoprothese nach .einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie gestuft oder gezahnt ist.
7. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der spitze Winkel (18) zwischen den Flächenanteilen (17) der Unterfläche (7) und der Halsteils richtung (11) 600 unterschreitet.