DE3310944A1

DE3310944A1 - Prothetische pfanne

Info

Publication number: DE3310944A1
Application number: DE19833310944
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Erler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-03-25
Filing date: 1983-03-25
Publication date: 1984-10-11
Also published as: DE3310944C2

Description

Prothetische Pfanne
Die Erfindung betrifft eine prothetische Pfanne für ein Körpergelenk, insbesondere Hüftgelenk, bei der zu haltenden Aufnahme eines Gelenkkopfes eine durchgehend glatte Kunststoff-Gleitpfanne vorgesehen ist, welche an einem Ringrand in eine Lagerpfanne formschlüssig eingeschnappt ist, die zementlos festlegbar ist und die wenigstens zwei Durchbrechungen zum Durchstecken von Schrauben aufweist, wobei die Gleitpfanne im zentralen Polbereich an der Lagerpfanne anliegt.
Eine derartige Gelenkpfanne ist in der DE-OS 25 58 46 beschrieben. Günstig ist bei solchen Gelenkpfannen, daß die Gleitpfanne keine Durchbrechungen aufweist und aus einem Kunststoff mit niedrigem Reibungskoeffizienten besteht, so daß eine gute Bewegbarkeit des Gelenkkopfes gewährleistet ist.
Die Gelenkpfanne nach der DE-OS 25 58 446 weist ein die lagerpfanne umgreifendes Außengewinde mit Anschlag auf.
Dieses Außengewinde dient zur Befestigung der Gelenkpfanne im Hüftknochen. Durchbrechungen für Schrauben sind ganz außen am Rand der Lagerpfanne vorgesehen. Mit ihnen soll die Lagerpfanne gegen ein Verdrehen fixiert werden. Diese Befestigungsart erscheint ungünstig. Denn einerseits muß in den Hüftknochen ein großes Innengewinde gefräst werden, was gerade bei einem angegriffenen Hüftknochen zu Schwierigkeiten führt. Außerdem findet der clrlrch das Außengewinde erfolgende primäre Halt überwiegend in einem Außenbereich des Hüftknochens statt.
kldererseits ist ein Einwachsen (sekundärer Halt) der Lagerpfanne in den Hüftknochen nur schwer möglich.
Eine weitere Gelenkpfanne mit Lagerpfanne und Gleitpfanne ist in der DE-OS 23 58 159 beschrieben. Dort ist sowohl der Halt der Gleitpfanne an der Lagerpfanne als auch der Halt der Lagerpfanne am Hüftknochen kritisch.
Die Beweeliclikeit der Lagerpfanne am Hüftknochen führt zu einem zusätzlichen Abrieb.
Bei den Gelenkpfannen nach der DE-OS 25 58 446 und der DE-OS 23 58 159 besteht die Lagerpfanne aus Metall.
Dies ist ungünstig, weil die Knochensubstanz die Tendenz hat, vom Metall zu schwinden. Die Gleitpfanne sitzt bereits bei der Operation in der Lagerpfanne fest. Sie ist aus dieser nach der Implantierung der Lagerpfanne nicht entnehmbar.
Einstückige Pfannen, die mittels Schrauben an den Hüftknochen verankert werden, haben den Nachteil, daß ihre Innenfläche, die den Gelenkkopf umschließt, nicht durchgehend glatt ist, sondern an den Schraul)köpfen bzw.
deren Einsenkungen Kanten aufweisen. Dies führt zu einem erhöhten Abrieb des Gelenkkopfes.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Pfanne der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der die primäre und sekundäre Befestigung verbessert ist.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einer Pfanne der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Durchbrechungen zwischen dem Ringrand und dem zentralen Polbereich liegen, daß in der Umgebung der Durchbrechungen zwischen der Gleitpfanne und der Lagerpfanne Hohlräume ausgebildet sind und daß im Bereich der Hohlräume die Lagerpfanne Perforationen aufweist.
Durch die Lage der Durchbrechungen ist gewährleistet, daß durch sie gesteckte Befestigungselemente, nämlich Spreizdübel mit Spreizschrauben, im Hüftknochen verankert sind, so daß ein fester primärer Halt gewährleistet ist.
Es ist günstig, daß die Befestigungselemente nicht an die Lagerpfanne angeformt sind, da sie sich dadurch in divergierden Richtungen in den Hüftknochen einsetzen lassen. In die Hohlräume können die Köpfe der Befestigungselemente geringfügig hineinragen, ohne sich an der Gleitpfanne zu stoßen, wodurch deren Sitz in der Lagerpfanne beeinträchtigt wäre. Die Perforationen im Bereich der Hohlräume begünstigen den sekundären Halt der Lagerpfanne. Denn durch sie kann das Einwachsen eingebrachten Knochenmarks (spongiosa) erfolgen, wobei dabei auch die Hohlräume zuwachsen, so daß das Einwachsen auch zu einem praktisch formschlüssigen Halt der Lagerpfanne im Hüftknochen führt. Die Gleitpfanne bietet für den Gelenkkopf eine durchgehend glatte, nicht unterbrochene Gleitfläche, wodurch die Abriebgefahr vermindert ist.
Bei der Implantation der prothetischen Pfanne wird zunächst die Lagerpfanne implantiert. Anschließend wird in diese die Gleitpfanne eingeschnappt. Schließlich wird in die Gleitpfanne der Gelenkkopf eingeschnappt. Es läßt sich jedoch auch die Gleitpfanne nach Art einer Gelenkkopfhaube zunächst am Gelenkkopf aufschnappen und diese Einheit dann in die Lagerpfanne einschnappen.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung gehen die Hohlräume ineinander über und bilden einen einzigen um den Polbereich umlaufenden Hohlraum.
Um eine Verdrehsicherung der Gleitpfanne in der Lagerpfanne zu erhalten ist vorzugsweise am Rand der Lagerpfanne wenigstens ein Fortsatz und an einem den Rand übergreifenden Bund der Gleitpfanne wenigstens eine Ausnehmung vorgesehen, in die der Fortsatz ragt.
Eine Verdrehsicherung der Gleitpfanne gegenüber der Lagerpfanne kann auch dadurch erreicht werden, daß die Außenfläche der Gleitpfanne und die Innenfläche der Lagerpfanne mit Aufrauhungen versehen sind. Diese Aufrauhungen verhindern, insbesondere bei Belastung, ein Verdrehen der Gleitpfanne gegenüber der Lagerpfanne, wogegen der Prothesen-Gelenkkopf sich praktisch unbehindert in der Gleitpfanne drehen kann, Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und den Unteransprüchen. In der Zeichnung zeigen: Figur 1 eine Lagerpfanne in Seitenansicht, Figur 2 die Lagerpfanne im Schnitt längs der Linie II-II nach Figur 1, Figur 3 die Lagerpfanne in Aufsicht längs der Linie Ill-Ill nach Figur 1, Figur 4 eine Gleitpfanne in Seitenansicht, Figur 5 die Gleitpfanne im Schnitt längs der Linie V-V nach Figur 4, Figur 6 eine Aufsicht der Gleitpfanne längs der Linie IV-IV nach Figur 4, Figur 7 einen Spreizdübel zum Einsatz in die Lagerpfanne im Schnitt, gegenüber dem Maßstab der Figuren 1 bis 6 ums Doppelte vergrößert, Figur 8 die gesamte Gelenkpfanne zusammengesetzt, im Schnitt, Figur 9 ein zweites Ausführungsbeispiel der Lagerpfanne und Figur 10 ein drittes Ausführungsbeispiel der Lagerpfanne.
Eine Lagerpfanne 1 aus einem Kunststoff, wie insbesondere Polyäthylen, ist kalottenförmig ausgebildet. Sie weist einen Außenradius R1 und einen Innenradius R2 auf. Die Mittelpunkte M1 und M2 der Radien R1 und R2 liegen auseinander, so daß in einem zentralen Polbereich 2 die Wandstärke der Lagerpfanne 1 geringer ist als an deren Rand 3. Dadurch ist die Lagerpfanne 1 einerseits im Randbereich 3 stark, ohne daß andererseits ihre Einbautiefe dadurch zu groß wird. Die Flächen mit den Radien R1, R2 erstrecken sich jeweils über mehr als 1800 bezogen auf den Mittelpunkt M1 bzw. M2 (vgl. Figur 2).
An der Lagerpfanne 1 sind drei Durchbrechungen 4 auf einer Umfangslinie gleichmäßig verteilt. Die Achsen der Durchbrechungen 4 liegen etwa in einem Winkel von 450 zum Rand 3 und treffen sich im Mittelpunkt M2. Außerdem sind an der Lagerpfanne 1 viele Perforationen 5 vorgesehen. Die Lagerpfanne 1 ist an ihrer Außenseite rauh.
Am Rand 3 ist an der Innenfläche der Lagerpfanne 1 eine Ringnase 6 angeordnet, deren Stirnfläche 7 in einem Winkel von etwa 100 nach außen geöffnet ist.
Außerdem sind am Rand 3 zwei gegenüberliegende Zapfen 8 angeordnet. Eine Umfangsnut 9 der Lagerpfanne 1 ist zum Einlegen eines röntgenologisch darstellbaren Drahtes vorgesehen.
Die Gleitpfanne 10 ist ebenfalls kalottenförmig ausgebildet und besteht ebenfalls aus einem Kunststoff, wie beispielsweise Polyäthylen. An der Außenfläche der Gleitpfanne 10 ist ein Polbereich 11 ausgebildet, der in einem Radius R3 verläuft, welcher gleich dem Radius R2 ist. Der an den Polbereich 11 angrenzende Außenbereich 12 verläuft in einem Radius R4, der gleich dem Radius R3 ist, wobei jedoch die Mittelpunkte M3 und 4 der beiden Radien voneinander beabstandet sind, so daß der Polbereich 11 gegenüber dem Außenbereich 12 vorsteht. An den Außenbereich 12 schließt sich außerhalb des durchden Mittelpunkt M3 gehenden - in Figur 5 waagrecht liegenden -Durchmessers eine Ringnut 13 an, deren Boden in dem Winkel W1 der Stirnfläche 7 der Ringnase 6 schräg verläuft. Den Außenbereich 12 überragt ein Bund 14, der mit den Zapfen 8 entsprechenden Ausnehmungen 15 versehen ist.
Die Innenfläche 16 ist glatt und weist keine Durchbrechungen auf. Sie erstreckt sich in einem Radius R5 über mehr als 1800.
Zum Einsetzen in jede der Durchbrechungen 4 ist ein Spreizdübel 17 vorgesehen. Dieser ist mit einem sich entsprechend der Durchbrechung 4 erweiternden Kopf 18 versehen. Am dem Kopf 18 gegenüberliegenden Einsteckende ist ein Schlitz 19 ausgebildet. In den Spreisdübel 17 ist eine nicht näher dargestellte Spreisschraube einschraubbar.
ist die Gleitpfanne 10 in die Lagerpfanne 1 eingeschnappt (vgl. Figur 8), dann besteht zwischen der Lagerpfanne 1 und der Gleitpfanne 10 ein Hohlraum 20, der um den Polbereich 11 umläuft, Der Hohlraum 20 verjüngt sich beim Polbereich 11 beginnend zur Ringnase 6 bzw. der Ringnut 13 hin so, daß die Gleitpfanne 10 bereits kurz vor der Ringnase 6 an der Lagerpfanne 1 anliegt. Die Perforationen 5 sind auch im Bereich dieses Hohlraums 20 vorgesehen. In eingeschnapptem Zustand greift die Ringnase 6 in die Ringnut 13. Der Bund 14 überdeckt den Rand 3, wobei die Zapfen 8 in die Ausnehmungen 15 greifen.
Bei der Ausführung der Lagerpfanne 1 nach Figur 9 ist an deren Innenfläche ein Sockel 21 ausgebildet. Dieser liegt in demjenigen Bereich der Lagerpfanne 1, der im implantierten Zustand am meisten belastet ist. Der Hohlraum 20 erstreckt sich um den Sockel 21. Die Außenfläche der Gleitpfanne 10 weist in diesem Falle keinen erhöhten Polbereich 11 auf, sondern ist durchgehend glatt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 10 bilden zwei Ringnuten 22 an der Innenfläche der Lagerpfanne 1 Hohlräume, wobei auch in diesem Falle die Außenfläche der Gleitpfanne 10 durchgehend glatt ist. Wie bei Figur 9 liegt auch hier die Gleitpfanne 10 - ohne zwischenliegendem Hohlraum 20 - dort direkt an der Lagerpfanne 1 an, wo die größte statische Druckbelastung vom Gelenkkopf auf den Hüftknochen übertragen wird.
Die Implantation der beschriebenen Gelenkpfanne erfolgt etwa folgendermaßen: Das Operationsfeld wird unter Belassung des Restknorpels des Hüftknochens vorbereitet. Dabei werden mittels einer Bohrlehre den Durchbrechungen 4 zugeordnete Bohrungen in dem Hüftknochen hergestellt. Außerdem wird der Hüftknochen vielfach perforiert. Anschließend wird Knochenmark in die für die Lagerpfanne 1 vorgesehene Höhlung des Hüftknochens eingelagert. Danach wird die Lagerpfanne 1 so in den Hüftknochen eingeschnappt, daß ihre Durchbrechungen 4 mit den geschaffenen Bohrungen fluchten.
Ein Schnappeffekt tritt dabei auf, weil einerseits der Restknorpel belassen wurde, so daß die anatomische Hüftknochenpfanne wenigstens geringfügig über den Äquator reicht (vgl. Figur 8), und weil auch die Außenfläche der Lagerpfanne 1 sich über mehr als 1800 erstreckt tvgl. in Figur 2 waagrechten Durchmesser durch den Mittelpunkt M1).
Anschließend werden die Spreizdübel 17 durch die Durchbrechungen 4 in die Bohrungen des Hüftknochens gesteckt.
Dann werden in die Spreizdübel 17 Schrauben eingeschraubt, BO daß sich die Spreizdübel 17 in den Bohrungen aufdehnen. Damit ist die Lagerpfanne 1 im Hüftknochen fest verankert. Im Einzelfall können die Spreizdübel 17 den Iiüftlcnochen auch so durchragen, daß sie über diese auf der der Gelenkpfanne gegenüberliegenden Seite überstehen.
Auch dann führen-die Spreizdübel 17 zu einer sicheren Verankerung. Geringfügige Abweichungen der Achse der Spreizdübel 17 gegenüber der Achse der Durchbrechungen 4 führen dazu, daß die Köpfe 18 der Spreizdübel 17 in den Durchbrechungen 4 leicht verkantet sitzen. Dies stört jedoch nicht, da diese Verkantung vom Hohlraum aufgenommen wird.
Anschließend wird in die Lagerpfanne 1 Spongiosa-Plastik eingebracht. Die Gleitpfanne 10 wird in die Lagerpfanne 1 eingeschnappt. Ihr Polbereich 11 liegt dann an dem Polbereich 2 der Lagerpfanne 1 an. Der Hohlraum 20 bleibt mit Spongiosa-Plastik gefüllt, die in die Perforationen 5 dringt. Die Gleitpfanne 10 ist mit der Lagerpfanne 1 einerseits über die Ringnase 6 bzw. die Ringnut 13 und andererseits dadurch verrastet, daß sich die Innenfläche der Lagerpfanne 1 und der Außenbereich 12 über mehr als 180° , also den Durchmesser erstrecken.
Sie ist mittels der Ausnehmungen 15 bzw. der Zapfen 8 an der Lagerpfanne 1 auch verdrehsicher gehalten.
Schließlich wird der in der Zeichnung nicht näher dargestellte Gelenkkopf in die Gleitpfanne 10 eingerenkt.
Durch die Erstreckung der Innenfläche der Gleitpfanne 10 über mehr als 1800 tritt auch dabei ein gewisser Schnappeffekt auf, der eine Reluxation des Gelenkkopfes erschwert.
Beim Einsetzen der Lagerpfanne in die anatomische Pfanne kommt es durch Einschnappen in diese zum ersten Schnapp effekt; beim Einsetzen der Gleitpfanne in die Lagerpfanne zum zweiten Schnappeffekt und beim Einsetzen des Prothesen-Gelenkkopfes zum dritten Schnappeffekt und damit zu einer formschlüssig unlösbaren Verbindung, wodurch eine sonst unter Umständen mögliche Luxation nicht mehr zu befürchten ist.
Damit ist sofort nach der Implantation ein sehr fester - primärer - Halt erreicht. Mit fortschreitender Zeit wächst mittels der Spongiosa-Plastik die Lagerpfanne 1 in den Hüftknochen ein und zwar nicht nur von außen, sondern wegen der Perforationen 5 und des Hohlraumes 20 auch von innen her. Dadurch ist ein sicherer sekundärer Halt gewährleistet, der etwaige Lockerungen der Spreizdübel aufzufangen vermag.
Ein weiterer Vorteil des einen Freiraum für die Köpfe der Schrauben bzw. Spreizdübel schaffenden Hohlraums 20 besteht darin, daß der Operateur die Schrauben nur soweit anziehen muß, wie er es im Hinblick auf die jeweilige Knochenbeschaffenheit für zulässig hält.
Soll nach vielen Jahren die Gleitpfanne 10 ausgebaut werden, dann ist dies möglich, ohne daß die Lagerpfanne 1 entfernt wird. Es wird hierfür am Bund 14 ein entsprechendes Werkzeug angesetzt und die Gleitpfanne 1 herausgenommen. Anschließend läßt sich eine neue Gleitpfanne cinschnappen.
Im Rahmen der Erfindung liegen zahlreiche weitere Ausführungsbeispiele. So kann zusätzlich zu den drei Durchbrechungen eine vierte Durchbrechung für einen vierten Spreizdübel vorgesehen sein. Zur weiteren Verbesserung der Einwachsmöglichkeiten kann die Lagerpfanne 1 außen geriffelt sein. Die Durchbrechungen 4 müssen nicht auf einem Kreis angeordnet sein, dessen Ebene parallel zum Rand 3 liegt. Sie können auch auf einem reis angeordnet sein, dessen Ebene schräg zur Ebene des Randes 3 liegt. Entsprechend wird dann der Polbereich 11 versetzt, Eine Verdrehsicherheit der Gleitpfanne 10 gegenüber der Lagerpfanne 1 kann auch dadurch erreicht werden, daß die Lagerpfanne 1 an ihrer Innenfläche und die Gleitpfanne 10 im Polbereich 11 bzw. im Außenbereich 12 mit Aufrauhungen versehen ist, die insbesondere bei Belastung ineinandergreifen. Die Ringnase 6, der Zapfen 8, die Ringnut 13 und die Ausnehmungen 15 können in diesem Falle entfallen.
Die beschriebene Pfanne kann entsprechend angepaßt auch bei anderen Körpergelenken verwendet werden.
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Claims

Ansprüche 1.

Prothetische Pfanne für ein Ktörpergelenk, insbesondere Ilüftgelenlc, bei der zur haltenden Aufnahme eines Gelenkkopfes eine durchgehend glatte Xunststoff-Gleitpfanne vorgesehen ist, welche an einem Ringrand in eine Lagerpfanne formschlüssig eingeschnappt ist, die zementlos festlegbar ist und die wenigstens zwei Durchbrechungen zum Durchstecken von Schrauben aufweist, wobei die Gleitpfanne im zentralen Polbereich an der Lagerpfanne anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (4) zwischen dem Ringrand (6, 13) und dem Polbereich (11) liegen, daß in der Umgebung der Dnrchbrechungen (1) zwischen der Gleitpfanne (10) und der Lagerpfanne (1) Hohlräume (20) ausgebildet sind und daß im Bereich der Hohlräume (20) die Lagerpfanne (1) eine Mehrzahl von Perforationen (5) aufweist.
2. Pfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß drei auf einem Kreis um den Polbereich (ii) gleichmäßig verteilte Durchbrechungen (4) vorgesehen sind.
3. Pfanne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (4) nach außen konisch zulaufen.
4. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Durchbrechungen (4) Kunststoff-Spreizdübel (17) eingesetzt sind, in die Spreizschrauben.einsetzbar sind.
5. Pfanne nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spreizdübel (17) einen der Durchbrechung (4) angepaßten Kopf (18) aufweist, mit dem er an ihr anschlägt.
6. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Durchbrecinrngen (4) in einem Pirnkt (}52) zusammenlaufen.
7. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine vierte Durchbrechung für einen vierten Spreizdübel vorgesehen ist.
8. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume von Nuten (22) der Lagerpfanne (1) gebildet sind.
9. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume ineinander übergehen und einen einzigen um den Polbereich (11) bzw.

einen Sockel (217 umlaufenden Hohlraum (20) bilden.
10. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (20) von einem gegenüber der Innenfläche der Lagerpfanne (1) zurückspringenden Außenbereich (12) der Gleitpfanne (10) gebildet ist.
11. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt des Hohlraums (20) von dem Polbereich (2, 11) zum Ringrand (6, 13) verengt und die Gleitpfanne (10) vor dem Ringrand (6, 13) an der Lagerpfanne (1) anliegt.
12. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand (3) der Lagerpfanne (1) wenigstens ein Zapfen (8) und an einem den Rand (3) überragenden Bund (14)wenigstens eine Ausnehmung (15) ausgebildet ist, in die der Zapfen (8) ragt.
13. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ringnase (6) des Ringrandes (6, 13) sich an ihrer Stirnfläche (7) nach außen öffnet.
14. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Außenfläche der Lagerpfanne (1) über mehr als 1800 im Querschnitt erstreckt.
15. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenfläche (16) der Gleitpfanne (10) in ihrem Querschnitt über mehr als 1800 erstreckt.
16. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Innenfläche der Lagerpfanne (1) und die Außenfläche der Gleitpfanne (10) in ihrem Querschnitt über mehr als 1800 erstreckt.
17. Pfanne nach einem der vorhergehe-nden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Wandstärke der lagerpfanne (1) vom Ringrand (6, 13) zum Polbereich (2, 11) verjüngt.
18. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitpfanne (10) und die Lagerpfanne (1) aus dem gleichen Kunststoff-Material gefertigt sind.
19. Pfanne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche der Lagerpfanne (1) und die Außenfläche (11, 12) der Gleitpfanne (10) mit Aufrauhungen versehen ist.