DE20104312U1

DE20104312U1 - Endogelenkprothese

Info

Publication number: DE20104312U1
Application number: DE20104312U
Authority: DE
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2001-03-13
Filing date: 2001-03-13
Publication date: 2001-05-31
Anticipated expiration: 2011-03-14

Description

ENDOGELENKPROTHESE

Die Erfindung betrifft eine Endogelenkprothese mit einem
in einen Knochen einsetzbaren Verankerungsteil, mit einem eine Gelenkfläche aufweisenden Gelenkteil und mit einer auf den Knochen auflegbaren Stützfläche, die eine Anzahl von Vertiefungen aufweist.

Eine solche Endogelenkprothese ist beispielsweise beschrieben
im Firmenprospekt der Firma Aesculap AG & Co. KG "PM-PLASMAPORE", Prospekt Nr. S-094588/4, Auflage 1.

Bei derartigen Endogelenkprothesen, bei denen beispielsweise
ein Verankerungsteil in Form eines Schaftes in den Markraum eines Röhrenknochens eingeschoben wird
und bei dem sich die Endogelenkprothese mit der Stützfläche
auf einem oberen Rand des entsprechenden Knochens
abstützt, ist es außerordentlich wichtig, eine
feste Verankerung zwischen der Endogelenkprothese einerseits
und dem umgebenden Knochenmaterial andererseits
zu erreichen. Diese Verankerung muß nach Möglichkeit gegen Zug- und Druckbelastungen in beliebigen
Richtungen wirksam sein, da nur dadurch gewährleistet
ist, daß bei beliebigen Belastungen eine dauerhafte
Verbindung zwischen Endogelenkprothese und Knochen beibehalten wird.

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei einer gattungsgemäßen Endogelenkprothese eine optimale Verbindung zwischen der Endogelenkprothese und dem umgebenden Knochenmaterial sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird bei einer Endogelenkprothese der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sich der Querschnitt der Vertiefungen von der Stützfläche in Richtung auf das Gelenkteil erweitert. Die Vertiefungen weisen also einen Hinterschnitt auf, so daß sich durch in die Vertiefungen einwachsendes Knochenmaterial eine optimale Verankerung der Endogelenkprothese mit dem darunterliegenden Knochenmaterial ergibt, durch die ein Ablösen der Endogelenkprothese vom Knochen auch dann sicher verhindert wird, wenn in Längsrichtung des Knochens wirkende Zugkräfte auftreten.

Vorteilhaft ist es, wenn der sich erweiternde Querschnitt unmittelbar an die Stützfläche anschließt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß die Vertiefungen durch parallel zur Stützfläche verlaufende Kanäle gebildet werden, die von der Stützfläche in ihrem unteren, schmaler werdenden Bereich geschnitten werden, so daß nur der obere Teil dieser Kanäle im Material der Endogelenkprothese verläuft, während die Kanäle nach unten hin offen sind.

Insbesondere können die Kanäle im Querschnitt kreisför mig sein.

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

Es ist vorteilhaft, wenn die Kanäle vom äußeren Rand der Stützfläche in Richtung auf die Mitte der Stützfläche verlaufen.

Eine besonders gleichmäßige Verankerung ergibt sich, wenn die Vertiefungen über den Umfang der Stützfläche gleichmäßig verteilt sind.

Die Stützfläche hat vorzugsweise die Form eines Ringes, der je nach Form der Endoprothese kreisförmig oder auch oval ausgebildet sein kann, und umgibt das Verankerungsteil allseitig.

Günstig ist es, wenn die Stützfläche und/oder die Vertiefung eine mikroporöse Oberfläche aufweisen, so daß Knochenmaterial sich innig mit der Oberfläche der Vertiefungen und mit der Stützfläche verbinden kann. Diese mikroporöse Oberfläche kann beispielsweise durch eine poröse Beschichtung mit Titan erzeugt werden.

Günstig ist es, wenn die Stützfläche mindestens eine nach unten abstehenden Vorsprung aufweist, der in die Knochensubstanz eindringt und zu einer zusätzlichen Festlegung der Endoprothese auf dem Knochen führt.

Dieser Vorsprung kann beispielsweise durch eine ringförmige, zur Stützfläche gleichlaufende Stützrippe gebildet werden, die vorzugsweise im Querschnitt V-förmig oder keilförmig ausgebildet ist.

-A-

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Verankerungsteil die Form eines an die Stützfläche anschließenden Hohlzylinders hat, dessen Wand Verankerungsmittel trägt, die eine Verbindung mit der umgebenden Knochensubstanz ermöglichen.

Dadurch wird die Verankerung der Endoprothese noch weiter gefördert, diese Verankerungsmittel dienen insbesondere als Verdrehsicherung, können aber auch zusätzlich die dauerhafte Verbindung des Knochens und der Endoprothese in Längsrichtung verbessern. Weiterhin können in der Wand des Hohlzylinders Durchbrechungen angeordnet sein, durch die Knochenmaterial hindurchwächst und somit eine knöcherne Brücke zwischen dem Knochenmaterial außerhalb des Hohlzylinders und dem innerhalb des Hohlzylinders herstellt.

Auch ist es vorteilhaft, wenn der Hohlzylinder eine mikroporöse Oberfläche aufweist, so daß dadurch die innige Verbindung mit dem Knochenmaterial gefördert wird.

Die Verankerungsmittel können dabei sehr unterschiedlich ausgebildet sein, beispielsweise kann vorgesehen sein, daß die Verankerungsmittel achsparallele, über den Umfang des Hohlzylinders verteilte Längsrippen umfassen, die von der Außenwand radial nach außen abstehen.

Es ist auch möglich, daß die Verankerungsmittel achsparallele, über den Umfang des Hohlzylinders verteilte

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

Längsrippen umfassen, die von der Innenwand radial nach innen abstehen.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn sich der Innenraum des Hohlzylinders bis in den oberhalb der Stützfläche angeordneten Gelenkteil erstreckt und wenn die nach innen abstehenden Längsrippen oberhalb der Stützfläche angeordnet sind.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Verankerungsmittel durch Gewindemittel gebildet, die ein Einschrauben des HohlZylinders in die Knochensubstanz ermöglichen. Eine solche Verankerung hat den zusätzlichen Vorteil, daß im Anlagebereich der Stützfläche am Knochen eine dauerhafte Spannung erzeugt wird, die die Endoprothese mit der Stützfläche gegen den Knochen drückt, so daß in diesem Bereich eine besonders innige Verbindung hergestellt wird.

Diese innige Verbindung kann auch dadurch erzeugt werden, daß die Endoprothese einen sie durchsetzenden Zuganker aufnimmt, der im Knochen festlegbar ist und die Stützfläche gegen den Knochen spannt.

Dieser Zuganker kann beispielsweise ein in den Knochen einschraubbares Außengewinde tragen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich der Zuganker über elastische Federmittel an der Endoprothese abstützt, so daß dadurch gewährleistet ist, daß die Endo-

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

prothese dauerhaft unter Spannung gegen den Knochen gedrückt wird.

Die vorstehenden Ausgestaltungen sind auch jeweils für sich genommen vorteilhaft, nicht nur in Kombination miteinander. Dies gilt insbesondere auch für eine Ausgestaltung des Hohlzylinders mit Gewinde, für die Ausgestaltung des rippenförmigen Vorsprungs an der Stützfläche und für die Verwendung eines Zugankers zum Andrücken der Endoprothese gegen den Knochen. Der beanspruchte Schutz soll sich daher auch auf diese Merkmale in Alleinstellung oder in beliebiger Merkmalskombination erstrecken, gegebenenfalls auch ohne die Verwendung hinterschnittener Vertiefungen in der Stützfläche.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1: eine Teilschnittansicht einer Hüftgelenkprothese im eingebauten Zustand;

Figur 2: eine Teilschnittansicht des Femurprothesenteils der Hüftgelenkprothese der Figur 1 vor der Implantation;

Figur 3: eine Schnittansicht längs Linie 3-3 in Figur 2;

Figur 4: eine Schnittansicht längs Linie 4-4 in Figur 2;

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

Figur 5: eine vergrößerte Ansicht des Bereiches A in Figur 1;

Figur 6: eine Teillängsschnittansicht eines anderen bevorzugten Ausführungsbeispiels einer Hüftgelenkprothese mit einem Hohlzylinder mit Außengewinde;

Figur 7: eine Detailansicht in Richtung des Pfeiles B in Figur 6 und

Figur 8: eine Ansicht ähnlich Figur 6 bei einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel einer Hüftgelenkprothese mit einem einschraubbaren Zuganker.

Die in den Figuren 1 bis 5 dargestellte Hüftgelenkprothese 1 umfaßt eine in den Hüftknochen 2 implantierte Lagerschale 3 und eine in den Femurknochen 4 implantierte Gelenkprothese 5. Diese Gelenkprothese 5 ihrerseits ist zweiteilig aufgebaut, sie besteht nämlich aus einem Träger 6 und einer mit diesem verbundenen Gelenkkugel 7, die in die Lagerschale 3 eingreift.

Der Träger 6 umfaßt ein sich konisch nach unten in Richtung auf den Femurknochen 4 erweiterndes Mittelteil 8, welches an seiner Oberseite in einen kegelstumpfförmigen Steckzapfen 9 übergeht, auf den die Gelenkkugel 7 aufgesteckt ist, und welches auf der gegenüberliegenden Seite ein koaxial zum Steckzapfen 9 angeordnetes Veran-

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

kerungselement in Form eines Hohlzylinders 10 trägt, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Außendurchmesser des kegelstumpfförmigen Mittelteiles 8 an dessen Unterseite. Dadurch wird am Übergang zwischen dem Mittelteil 8 und dem Hohlzylinder 10 eine den Hohlzylinder 10 ringförmig umgebende Stützfläche 11 an der Unterseite des Mittelteiles 8 ausgebildet, diese Stützfläche 11 ist eben und verläuft senkrecht zur Längsachse des Hohlzylinders 10.

In die Stützfläche 11 sind in radialer Richtung von der Außenseite zur Mitte hin verlaufende Kanäle 12 mit kreisförmigem Querschnitt eingearbeitet, die gleichmäßig über den gesamten Umfang der Stützfläche 11 verteilt sind und deren Querschnitt im unteren Teil durch die ebene Stützfläche 11 geschnitten wird, so daß die Kanäle 12 nach unten hin offen sind (Figur 5). Damit erweitert sich der Querschnitt der Kanäle 12 von der unteren, schlitzförmigen Öffnung 13 nach oben hin, der Querschnitt des Kanals 12 weist also einen Hinterschnitt auf.

Der Hohlzylinder 10 erstreckt sich über eine Länge, die etwa der Länge des Mittelteils 8 und des Steckzapfens 9 entspricht, in der Wand des HohlZylinders 10 sind über die gesamte Wand verteilt Durchbrechungen 14 angeordnet.

Außerdem trägt der Hohlzylinder 10 auf seiner Außenseite gleichmäßig über den Umfang verteilt eine größere

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

Anzahl von achsparallel verlaufenden, radial nach außen abstehenden Längsrippen 15.

Der Innenraum des Hohlzylinders 10 setzt sich im Inneren des Mittelteiles 8 auch noch oberhalb der Stützfläche 11 fort, und in diesem Bereich des Mittelteiles 8 sind an der Innenwand des Innenraums eine Vielzahl von gleichmäßig über den Umfang verteilten, achsparallel verlaufenden, radial in den Innenraum vorstehenden Längsrippen 16 angeordnet, die sich in Längsrichtung nur bis zur Stützfläche 11 erstrecken.

Zur Implantation wird in den Femurknochen 4 mit einem hohlzylindrischen Fräsinstrument ein Ringspalt eingefräst, dessen Kontur der des Hohlzylinders 10 entspricht, so daß die Gelenkprothese 5 mit dem Hohlzylinder 10 in diesen Ringspalt hineinragt. Die Eintauchtiefe wird dabei dadurch begrenzt, daß sich die Stützfläche 11 auf den oberen Rand 17 des Femurknochens 4 aufsetzt, dieser Rand wird dazu entsprechend bearbeitet, so daß sich die Stützfläche 11 flächig an diesen oberen Rand 17 anlegen kann.

Nach der Implantation wird die Gelenkprothese 5 durch das einsetzende Knochenwachstum fest mit dem Femurknochen verbunden. Das Knochenmaterial kann dabei von unten her in die Kanäle 12 einwachsen, durchsetzt die Durchbrechungen 14 und wächst zwischen die Längsrippen 15 und 16 ein, so daß dadurch ein dauerhafter Formschluß entsteht, der die Gelenkprothese 5 am Femurknochen 4 dauerhaft verankert. Diese Verankerung kann noch

- 10 -

A 55 773 u
13. März 2001
u-223/234

dadurch verbessert werden, daß die mit dem Knochen in Verbindung tretenden Kontaktflächen eine mikroporöse Oberflächenstruktur erhalten, beispielsweise durch eine im Plasma aufgetragene Titanoberfläche.

Die in Figur 6 dargestellte Ausführungsform einer Hüftgelenkprothese 1 ist ähnlich aufgebaut wie die vorstehend beschriebene Ausführungsform, einander entsprechende Teile tragen daher dieselben Bezugszeichen.

Bei dieser Ausführungsform fehlen am Hohlzylinder 10 äußere Längsrippen 15 und innere Längsrippen 16, statt dessen trägt der Hohlzylinder 10 bei dieser Ausführungsform ein Außengewinde 18, das im dargestellten Ausführungsbeispiel durch einen durchgehenden Gewindegang gebildet wird, das aber auch durch voneinander getrennte Abschnitte eines Gewindes gebildet werden könnte. Dadurch ist der Hohlzylinder 10 bei dieser Ausgestaltung in den Femurknochen 4 einschraubbar, so daß die Stützfläche 11 gegen den Femurknochen 4 gespannt werden kann.

Im Anlagebereich der Stützfläche 11 trägt diese bei der dargestellten Ausführungsform eine mit der Stützfläche 11 umlaufende, von dieser nach unten abstehende Stützrippe 19 mit einem V-förmigen oder keilförmigen Querschnitt, die sich beim Andrücken der Stützfläche 11 an den Femurknochen 4 in die Knochensubstanz eingräbt und dadurch zu einer zusätzlichen Festlegung führt.

- 11 A
55 773 u
13. März 2001
u-223/234

Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 8 ist wieder eine ähnliche Ausgestaltung gewählt wie bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 bis 5, einander entsprechende Teile tragen auch hier dieselben Bezugszeichen.

Bei dieser Ausgestaltung ist ein Hohlzylinder 10 dargestellt, der weder ein Außengewinde noch Längsrippen trägt, es könnte aber durchaus eine Ausgestaltung gewählt werden, wie sie in den Figuren 1 bis 5 dargestellt ist.

Auch bei dieser Ausgestaltung kann eine mit der Stützfläche 11 umlaufende Stützrippe 19 vorgesehen sein.

In einer Stufenbohrung 20 des Steckzapfens 9 ist bei dieser Ausführungsform ein Zuganker 21 in Form einer Knochenschraube aufgenommen, die an ihrem unteren Ende ein in den Femurknochen 4 einschraubbares Knochengewinde 22 und am gegenüberliegenden Ende einen Kopf 23 mit vergrößertem Außendurchmesser aufweist. Beim Einschrauben des Zugankers 21 in die Substanz des Femurknochens 4 stützt sich dieser Kopf 23 entweder direkt oder - wie in Figur 8 dargestellt - über eine den Zuganker 21 umgebende Schraubenfeder 24 an einer Stufe 25 der Stufenbohrung 20 ab, so daß dadurch die Hüftgelenkprothese 1 mit ihrer Stützfläche 11 kräftig gegen den Femurknochen 4 gedrückt wird. Die Schraubenfeder 24 kann gegebenenfalls auch durch andere Federmittel ersetzt werden, beispielsweise durch Federringe.

Claims

1. Endogelenkprothese mit einem in einen Knochen einsetzbaren Verankerungsteil, mit einem eine Gelenkfläche aufweisenden Gelenkteil und mit einer auf den Knochen auflegbaren Stützfläche, die eine Anzahl von Vertiefungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Vertiefungen (12) von der Stützfläche (11) in Richtung auf das Gelenkteil (7) erweitert.

2. Endogelenkprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternde Querschnitt unmittelbar an die Stützfläche (11) anschließt.

3. Endogelenkprothese nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen durch parallel zur Stützfläche (11) verlaufende Kanäle (12) gebildet werden, die von der Stützfläche (11) in ihrem unteren, schmaler werdenden Bereich geschnitten werden.

4. Endogelenkprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (12) im Querschnitt kreisförmig sind.

5. Endogelenkprothese nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (12) vom äußeren Rand der Stützfläche (11) in Richtung auf die Mitte der Stützfläche (11) verlaufen.

6. Endogelenkprothese nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (12) über den Umfang der Stützfläche (11) gleichmäßig verteilt sind.

7. Endogelenkprothese nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (11) die Form eines Ringes hat.

8. Endogelenkprothese nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (11) und/oder die Vertiefungen (12) eine mikroporöse Oberfläche aufweisen.

9. Endogelenkprothese nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche (11) mindestens einen nach unten abstehenden Vorsprung (19) aufweist.

10. Endogelenkprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung durch eine ringförmige, mit der Stützfläche (11) umlaufende Stützrippe (19) gebildet wird.

11. Endogelenkprothese nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippe (19) im Querschnitt V-förmig oder keilförmig ausgebildet ist.

12. Endogelenkprothese nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungsteil die Form eines an die Stützfläche anschließenden Hohlzylinders (10) hat, dessen Wand Verankerungsmittel (14, 15, 16; 18) trägt, die eine Verbindung mit der umgebenden Knochensubstanz (4) ermöglichen.

13. Endogelenkprothese nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Hohlzylinders (10) Durchbrechungen (14) angeordnet sind.

14. Endogelenkprothese nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlzylinder (10) eine mikroporöse Oberfläche aufweist.

15. Endogelenkprothese nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel achsparallele, über den Umfang des Hohlzylinders (10) verteilte Längsrippen (15) umfassen, die von der Außenwand radial nach außen abstehen.

16. Endogelenkprothese nach Anspruch 12 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel achsparallele, über den Umfang des Hohlzylinders (10) verteilte Längsrippen (16) umfassen, die von der Innenwand radial nach innen abstehen.

17. Endogelenkprothese nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Innenraum des Hohlzylinders (10) bis in den oberhalb der Stützfläche (11) angeordneten Gelenkteil (8) erstreckt und daß die nach innen abstehenden Längsrippen (16) oberhalb der Stützfläche (11) angeordnet sind.

18. Endogelenkprothese nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungsmittel durch Gewindemittel (18) gebildet sind, die ein Einschrauben das Hohlzylinders (10) in den Femurknochen (4) ermöglichen.

19. Endogelenkprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen sie durchsetzenden Zuganker (21) aufnimmt, der im Femurknochen (4) festlegbar ist und die Stützfläche (11) gegen den Femurknochen (4) spannt.

20. Endogelenkprothese nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuganker (21) ein in den Femurknochen (4) einschraubbares Außengewinde (22) trägt.

21. Endogelenkprothese nach einem der Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zuganker (21) über elastische Federmittel (24) an ihr abstützt.