DD251074A1 - Verschleissfeste hueftgelenkpfanne - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine verschleissfeste Hueftgelenkpfanne, die einteilig zementfrei verankert ist und aus Metall und/oder Keramik besteht. Die Gleitschicht der Hueftgelenkpfanne besteht vorzugsweise aus Titaniumnitrid mit einer Schichtdicke bis zu 5 mm und einer mittleren Rauheit kleiner 3 mm. Als schichttragende Metalle sind insbesondere sperrschichtbildende Reinmetalle wie Titanium, Tantal, Niobium, Zirkonium oder deren Legierungen sowie alle anderen ueblichen metallischen oder keramischen Implantatmaterialien einsetzbar. Die dem Knochen zugewandte Seite ist makrostrukturiert mit einer mittleren Rauheit bis 300 mm und besitzt eine diffusionshemmende bioaktive Schicht vorzugsweise aus Titaniumnitrid und/oder Titaniumoxid. Die erfindungsgemaesse Loesung wird als Endoprothese verwendet.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine verschleißfeste Hüftgelenkpfanne, die einteilig zementfrei verankerbar ist und für die Verwendung als Endoprothese dient.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die in der Chirurgie des Hüftgelenkes verwendeten Hüftgelenkpfannen bestehen aus Plaste, vorzugsweise Polyethylen oder Metall mit Polyethylenersatz oder Vollkeramik. Das für Hüftgelenkpfannen eingesetzte Polyethylen (DE-OS 3200340, CH-PS 48747) ist in seiner Kompaktheit relativ gut biokompatibel. Es zeigt sich aber, daß der Abrieb, verursacht durch die Einwirkung des Kugelkopfes, vom Körper schwer oder nicht resorbiert wird. Dadurch können Entzündungen hervorgerufen werden, die Reoperationen nach sich ziehen. Trotz des aufgebrachten Verankerungsprofils an der Gelenkpfanne aus Polyethylen (CH-P 648747) gelingt nur eine unzureichende Langzeitfixation.
Günstiger lassen sich Zweikomponentenhüftgelenkpfannen, bestehend aus Metall und Polyethyleneinsatz (DE-OS 231473) im Knochen formschlüssig verankern. Allerdings bleibt der Nachteil des Einsatzes von Polyethylen, wie vorher beschrieben, bestehen.
In AT-P 337885 wird ein implantierbarer künstlicher Gelenkersatz aus Keramik vorgeschlagen, wobei Kopf und Pfanne aus Keramik bestehen. Trotz der guten Biokompatibilität der Keramik, der Resorbierbarkeit des Abriebes und der günstigen Gleitpaarungen, bleiben wie bei allen auch vorher beschriebenen Systemen, die geometrisch bedingten Nachteile bestehen. Das sind insbesondere die großen Abmessungen der Gelenkpfannen im Verhältnis zur Beckenanatomie.
Oftmals sind dadurch zusätzliche Operationen wie Beckenosteotomien nach CHIARI oder Pfannendachplastiken nach HARRIS zur sicheren Verankerung notwendig. Dysplasiehüften können mit den bisher angebotenen Lösungen nicht versorgt werden.
Alle bisher vorgestellten Lösungen berücksichtigen in ungenügendem Maße die relativ hohe mechanische Verschleißbeanspruchung an der Reibfläche Kugelkopf/Pfanne.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, eine biokompatible universell ein setzbare H üftgeienkpfanne zu schaffen, die sich sicher nach bekannter Operationstechnik verankern läßt und eine lange Liegdauer garantiert.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine biokompatible, hoch verschleißfeste, mit guten Gleiteigenschaften versehene, mechanisch stabile Hüftgelenkpfanne zu schaffen, die einen guten Knochenkontakt ausbildet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Gleitfläche der aus Metall und/oder aus Keramik bestehenden Hüftgelenkpfanne mit einer dichten Verschleißschutzschicht und die dem Knochen zugewandte Außenseite mit einer diffusionshemmenden bioaktiven Schicht versehen ist.
Als schichttragende Metalle sind insbesondere sperrschichtbildende Reinmetalle wie Titanium, Tantal, Niobium, Zirkonium und deren Legierungen sowie alle anderen metallischen oder keramischen Implantatmaterialien einsetzbar.
Die Gleitschicht der Hüftgelenkpfanne besteht vorzugsweise aus Titaniumnitrid mit einer Schichtdicke bis zu 5μνη und einer mittleren Rauheit kleiner 3/j.m.
Es wurde gefunden, daß die dichte Verschleißschutzschicht insbesondere Titaniumnitrid ein hohes Adsorptionsvermögen gegenüber proteinhaitigen Flüssigkeiten wie Gelenkflüssigkeit, Blut u.a. aufweist und damit eine festhaftende stabile Flüssigkeitsschicht zwischen den Reibpartnern garantiert und dadurch eine Festkörperreibung stark minimiert ist.
Weiterhin verhindert die Titaniumnitridschicht eine Diffusion von Metallionen in das Implantatbett.
Es wurde weiter gefunden, daß die bisher bekannten Materialien des Kugelkopfes der Endoprothese insbesondere aus Keramik oder Metall als Reibpartner Verwendung finden können.
Die Außenseite der Hüftgelenkpfanne ist makrostrukturiert mit einer mittleren Rauheit bis 300>m und besitzt eine diffusionshemmende bioaktive Schicht vorzugsweise aus Titaniumnitrid mit einer Schichtdicke bis 5μΐη und/oder einer Oxidschicht insbesondere aus Titaniumoxid mit einer Schichtdicke bis ΙΟμ,ιη.
Die diffusionshemmende bioaktive Schicht kann auch eine Matrixinselstruktur aus Titaniumnitrid mit maximal 40% Titaniumoxid sein.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Ausführungsbeispiel
Eine präzisionsumgeformte Hüftgeienkpfanne aus Reinsttitan mit einem Innendurchmesser von 32,03 mm und einer Materialstärke von 1,08 mm hat auf der Außenseite eine Makrostruktur von 250/xm mittlerer Rauheit und auf der gelappten Innenseite eine mittlere Rauheit von 1 μ,ιη.
Auf diesem Grundkörper ist allseitig eine Titannitridschicht mit einer Stärke von 5μτη aufgebracht. Auf der Außenseite ist die Titannitridmatrix mitTitaniumoxidinsein versehen, die 30% der Oberfläche bedecken.
Testuntersuchungen mit dieser Hüftgelenkpfanne in einem Simulator ergaben eine Standzeiterhöhung von 300% gegenüber der unbeschichteten Hüftgelenkpfanne.

Claims (3)

  1. Patentansprüche:
    1. Verschleißfeste Hüftgeienkpfanne, die einteilig, zementfrei verankerbar ist und aus Metall und/oder Keramik besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche mit einer dichten Verschleißschutzschicht vorzugsweise aus Titaniumnitrid mit einer mittleren Rauheit kleiner 3^m und einer Schichtdicke von maximal 5μΐη überzogen und die Außenseite mit einer diffusionshemmenden bioaktiven Schicht vorzugsweise aus Titaniumnitrid mit einer Schichtdicke bis zu 5μηη und/oder einer Oxidschicht insbesondere aus Titaniumoxid mit maximal 40% Titaniumoxid mit einer Schichtdicke bis zu 10μηη versehen ist.
  2. 2. Verschleißfeste Hüftgelenkpfanne nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
    diffüsionshemmende bioaktive Schicht eine Matrixinselstruktur aus Titaniumnitrid mit maximal 40% Titaniumoxid aufweist.
  3. 3. Verschleißfeste Hüftgelenkpfanne nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite makrostrukturiert mit einer mittleren Rauheit bis 300μΐτι ist.
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