DE69915308T2

DE69915308T2 - Orientierbare probe- oder implantierbare gelenkpfanne

Info

Publication number: DE69915308T2
Application number: DE69915308T
Authority: DE
Inventors: Michel Porte; Levon Doursounian
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-08-17
Filing date: 1999-08-16
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2019-08-17
Also published as: ATE260619T1; FR2782262B1; EP1105071B1; DE69915308D1; WO2000009045A1; FR2782262A1; EP1105071A1; AU5173099A; ES2217785T3; US6527809B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Totalhüftprothesen und bezieht sich insbesondere auf die Prothesen, die die Anbringung einer Vorrichtung erfordern, die dazu bestimmt ist, einen Gelenkpfannenhohlraum des Hüftknochens, der, insbesondere auf Grund von Arthrose, Schäden erlitten hat, wieder herzustellen, um den Kopf einer Oberschenkelprothese aufnehmen zu können.
Um einen Gelenkpfannenhohlraum wieder herzustellen, ist es üblich, eine Gelenkpfannenprothese einzusetzen, die entweder durch Zement oder durch Einschlagen oder mit Hilfe geeigneter Schrauben befestigt wird.
Die genaue Ausrichtung der in den Gelenkpfannenhohlraum einzusetzenden Gelenkpfanne in Abhängigkeit von der Ausrichtung des wieder herzustellenden Gelenks ist jedoch sehr kompliziert, da die anatomischen Bezugspunkte nicht zuverlässig sind.
Hieraus resultiert die Gefahr von Ausrichtungsfehlern der Gelenkpfanne, die eine schlechte Ausrichtung der Gelenkprothese mit der Gefahr einer Luxation der Prothese nach sich ziehen können.
Das Dokument EP-A2-0 807 426 zeigt eine Probe-Gelenkpfanne, umfassend einen halbkugelartigen Einsatz (15, 1), eine halbkugelförmige Schale (11, 1) und einen äußeren Sockel (40, 1). Verbindungsmittel (20, 21, 1) und Mittel zur Einstellung der Winkelposition (12, 14) ermöglichen die Drehung des Einsatzes (15) im Inneren der Schale (11) um die Zapfenachse (pin (20)), während die Schale in dem äußeren Sockel (40) feststeht (auf Grund der Mittel 41, 42, 1).
Das Dokument EP-A1- 0 445 068 zeigt eine Gelenkpfanne, umfassend einen Einsatz (2, 1), der im Inneren einer Schale (1) befestigt ist, die Verankerungsstifte 11 aufweist. Die Zapfen (15, 1), die mit Lagerungen (9, 1) in der Schale zusammenwirken, verhindern jede Drehung des Einsatzes in dieser.
Die Erfindung soll die Nachteile des Standes der Technik vermeiden, indem sie eine implantierbare Gelenkpfanne vorschlägt, die es ermöglicht, eine richtige Ausrichtung der Gelenkpfannenhohlraumprothese zu wählen.
Sie betrifft somit eine Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne, umfassend eine halbkugelartige Schale, die dazu bestimmt ist, in einem Gelenkpfannenhohlraum angeordnet zu werden, und einen halbkugelartigen Einsatz aus einem biokompatiblen Kunststoff, der dazu bestimmt ist, konzentrisch in die Schale eingesetzt zu werden, dadurch gekennzeichnet, sie ferner einen äußeren Sockel in Form einer sphärischen Kalotte umfasst, die mit Verankerungsstiften zur Verankerung im Knochen des Gelenkpfannenhohlraumes versehen und dazu bestimmt ist, die Schale aufzunehmen, eine innere Kappe umfasst, die dazu bestimmt ist, in der Schale gegenüber dem äußeren Sockel angeordnet zu werden, und Mittel zum Verbinden des äußeren Sockels und der inneren Kappe umfasst, wobei der Sockel und die Kappe Mittel zur Einstellung der Winkelposition der Schale in dem Gelenkpfannenhohlraum in Abhängigkeit von der dem Gelenk zu gebenden Ausrichtung definieren, während die Mittel zum Verbinden des äußeren Sockels mit der inneren Kappe Mittel zum Festsetzen der Schale in Bezug auf den äußeren Sockel nach der Einstellung der Winkelposition der Schale umfassen.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung:

– umfasst der äußere Sockel eine mit einem Gewinde versehene Hülse zum Zentrieren, die nach innen vorragt und dazu bestimmt ist, mit einem äußeren Zentrierring zusammenzuwirken, der an der inneren Kappe vorgesehen ist, wobei die Hülse und der Ring die Führung der Translationsverschiebung der inneren Schale in Bezug auf den äußeren Sockel sicher stellen, und eine Klemmschraube, die dazu bestimmt ist, in die mit dem Gewinde versehene Hülse des äußeren Sockels einzugreifen, und deren kegelstumpfartiger Kopf mit einem Sitz entsprechender Form zusammenwirkt, der in der inneren Kappe vorgesehen und zu dem Ring koaxial ist, wobei sie mit der mit dem Gewinde versehenen Hülse des äußeren Sockels und dem Ring der inneren Schale die Mittel zur Verbindung des Sockels mit der Kappe bildet;
– umfasst die halbkugelartige Schale eine zentrale Öffnung, durch die die Schraube des äußeren Sockels mit der inneren Schale mit einem Spiel hindurch greift, wodurch die Einstellung der Winkelposition der Schale in Bezug auf den Sockel in allen Richtungen möglich ist;
– ist der halbkugelartige Einsatz ein Probe-Einsatz, der eine zentrale Öffnung für den Zugriff auf die Schraube zum Verbinden des äußeren Sockels mit der inneren Kappe umfasst;
– ist der Einsatz ein kompletter endgültiger Einsatz, der den Probe-Einsatz nach Beendigung des Schrittes zur Ausrichtung und Feststellung der Schale in Bezug auf den äußeren Sockel ersetzen kann;
– umfasst die Schale eine äußere Zone von geringerer Dicke zur Aufnahme des äußeren Sockels, um gemeinsam mit dem äußeren Sockel eine annähernd kontinuierliche Außenfläche aufzuweisen;
– umfasst die Schale in ihrer Innenwand einen dünneren Wandabschnitt zur Aufnahme der inneren Kappe;
– sind die Winkelausdehnung der äußeren Zone zur Aufnahme des äußeren Sockels und die Winkelausdehnung des inneren Wandabschnittes zur Aufnahme der inneren Kappe um einen Wert größer als die Winkelausdehnungen des Sockels und der Kappe, der zumindest der zu erzielenden Veränderung der Winkelausrichtung der Schale in Bezug auf den äußeren Sockel und die innere Kappe entspricht;
– weist der Kopf der Schraube eine konkave Endfläche auf, während der Scheitel des endgültigen Einsatzes eine Aussparung aufweist, die dazu bestimmt ist zu vermeiden, dass der Scheitel des Einsatzes an dem Kopf der Schraube anschlägt.

Die Erfindung wird mit Hilfe der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, die lediglich als Beispiel dient und sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, wobei:
1 eine schematische Ansicht eines menschlichen Skelettabschnittes ist, der dazu bestimmt ist, eine Hüftprothese aufzunehmen, die ein Element zur Wiederherstellung des Gelenkpfannenhohlraums umfasst;
2 eine geschnittene Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen implantierbaren Gelenkpfanne ist;
2A eine Schnittansicht der Verbindungsschraube im vergrößerten Maßstab ist, die in die Gelenkpfanne der 2 eingeführt wird;
3 eine Schnittansicht eines endgültigen Einsatzes ist, der in der Schale der Gelenkpfanne der 2 einzusetzen ist; und
4 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen implantierbaren Gelenkpfanne im zusammengebauten Zustand im vergrößerten Maßstab ist.
In 1 sind die Beckenknochen eines menschlichen Skeletts und insbesondere der Hüftknochen 1 dargestellt, dessen Gelenkpfannenhohlraum 2 eine implantierte Gelenkpfanne 3 umfasst, die ihrerseits dazu bestimmt ist, den Kopf 4 einer Oberschenkelprothese 5 aufzunehmen, die an der Diaphyse des Oberschenkelknochens 6 befestigt ist.
Die erfindungsgemäße implantierbare Gelenkpfanne ist in 2 dargestellt.
Sie umfasst im Wesentlichen einen äußeren Sockel 10 in Form einer sphärischen Kalotte, die außen mit Verankerungsstiften 11 versehen ist, die im Winkelabstand von 120° um ihren Scheitel angeordnet und beispielsweise durch Schweißen in Vertiefungen 12 befestigt sind, die auf der Außenseite des Sockels vorgesehen sind.
Der äußere Sockel 10 umfasst eine axiale Hülse 14 mit Gewinde, die nach innen vorragt und ein unteres Gewinde 15 umfasst.
Die Gelenkpfanne umfasst ferner eine halbkugelförmige Schale 16, die in ihrer Kontaktzone mit dem äußeren Sockel 10 einen Bereich 17 mit verringerter Dicke aufweist, der dazu bestimmt ist, die Dicke des äußeren Sockels 10 auszugleichen, um gemeinsam mit dem äußeren Sockel eine annähernd durchgehende Außenfläche aufzuweisen.
Es ist allerdings anzumerken, dass die Zone mit verringerter Dicke 17 der Schale 16 eine größere Winkelausdehnung als jene des äußeren Sockels 10 aufweist, um die Winkeleinstellung der Schale in Bezug auf den Sockel zu ermöglichen.
Die Schale 16 umfasst ferner eine Reihe von Umfangslöchern 18, die dazu bestimmt sind, Schrauben (nicht dargestellt) zur Befestigung der Gelenkpfanne im Gelenkpfannenhohlraum aufzunehmen.
Die Schale 16 umfasst eine Mittelöffnung 20, die ihre Winkelausrichtung in Bezug auf den äußeren Sockel 10 ermöglicht, ohne allerdings über die Ränder des Sockels hinauszuragen.
Auf ihrer Seite mit größerem Durchmesser umfasst die Schale 16 eine Bohrung 22, die dazu bestimmt ist, den entsprechend geformten Absatz eines Einsatzes aufzunehmen, der in der Folge beschrieben ist.
In der Innenwand der Schale 16 ist in der Zone derselben, die sich zwischen den Befestigungslöchern 18 und der Mittelöffnung 20 erstreckt, ein Abschnitt 24 mit dünnerer Wand für die Aufnahme einer ebenfalls in Form einer sphärischen Kalotte ausgeführten inneren Kappe 25 vorgesehen, die einen Mittelring 26 umfasst, der nach außen vorragt und dazu bestimmt ist, mit der Mittelhülse 14 des äußeren Sockels 10 zusammenzuwirken, um die Zentrierung der inneren Kappe 25 in Bezug auf den äußeren Sockel 10 und ihre relative translatorische Verschiebung in einer Weise sicher zu stellen, wie sie in der Folge beschrieben wird.
In der Innenwand der inneren Kappe 25 ist ein zum Ring 26 koaxialer kegelstumpfartiger Sitz 28 zur Aufnahme des kegelstumpfartigen Kopfes 30 einer Schraube 32 vorgesehen, die dazu vorgesehen ist, mit dem Innengewinde 15 der Hülse 14 des äußeren Sockels 10 zusammenzuwirken.
Die implantierbare Gelenkpfanne umfasst ferner einen Probe-Einsatz 33 aus biokompatiblem Kunststoff, der beispielsweise aus Polyoxymethylen, Polykarbonat oder Polyethylen hergestellt ist.
Der Einsatz 33 hat halbkugelartige Form und ist an das Innenvolumen der Schale 16 angepasst und weist einerseits eine Mittelöffnung 34 mit kegelstumpfartiger Wand 35 auf, die dazu bestimmt ist, Zugang zur Verbindungsschraube 32 während der Einstellung der Ausrichtung der Schale 16 in Bezug auf den äußeren Sockel 10 zu gewähren.
Überdies umfasst der Einsatz 33 einen Umfangsschulter 36, die dazu bestimmt ist, in der Bohrung 22 der Schale 16 aufgenommen zu werden.
Schließlich umfasst der Einsatz 33 zwei Greiflöcher 37, die dazu bestimmt sind, Haken eines Greifwerkzeugs aufzunehmen, das zum Einsetzen des Einsatzes 33 in die Schale 16 und zu dessen Herausnehmen aus dieser Schale bestimmt ist.
Wie oben angeführt, ist der Einsatz 33 ein Probe-Einsatz aus Polyoxymethylen, der zahlreichen Sterilisationen standhält. Er kann durch einen endgültigen Einsatz 38 ersetzt werden, der in 3 dargestellt ist, dessen Konstruktion mit jener des Probe-Einsatzes 33 identisch ist, dessen Oberfläche allerdings eine geschlossene halbkugelförmige Fläche ist.
Der endgültige Einsatz ist aus einem weicheren Material, wie Polyethylen, hergestellt.
Wie besser in 2A zu sehen ist, weist der Kopf 30 der Schraube 32 eine konkave Endfläche 39 auf, während der Scheitel des endgültigen Einsatzes 38 ebenfalls eine Aussparung 40 aufweist, die dazu bestimmt ist, zu vermeiden, dass der Scheitel des endgültigen Einsatzes 38 an dem Kopf 30 der Schraube 32 anschlägt.
In 4 ist eine erfindungsgemäße Gelenkpfanne in zusammengebautem Zustand dargestellt.
Es wird angenommen, dass der äußere Sockel 10, der mit diesen Verankerungsstiften 11 versehen ist, durch Einschlagen in einem nicht dargestellten Gelenkpfannenhohlraum befestigt wird.
Die Schale 16, die an den äußeren Sockel 10 angelegt ist, wird an diesem mittels der inneren Kappe 25 befestigt, deren äußerer Ring 26 in die Gewindehülse 14 des äußeren Sockels 10 eingreift.
Die Verbindung zwischen dem äußeren Sockel 10 und der inneren Kappe 25 wird durch die Schraube 32 sicher gestellt, deren kegelstumpfartiger Kopf 30 mit dem komplementär geformten Sitz 28 der inneren Kappe 25 zusammenwirkt.
Zwischen dem äußeren Sockel 10 und der inneren Kappe 25 ist ein Raum vorgesehen, der es ermöglicht, die Winkelausrichtung der Schale 16 in Bezug auf den äußeren Sockel 10 in allen Richtungen sicher zu stellen.
Zu diesem Zweck ist der Durchmesser der Mittelöffnung 20 der Schale 16 derart, dass die Schale 16 in Bezug auf die Einheit, die von dem äußeren Sockel 10 und der inneren Kappe 25 gebildet ist, um einen Winkel von beispielsweise 15° beiderseits ihrer Mittelposition, die in 3 dargestellt ist, verstellt werden kann.
Zu diesem Zweck ist die Winkelausdehnung der Zonen mit geringeren Dicken 17 und 24, die in der Außen- und Innenwand der Schale 16 ausgebildet sind, größer als ein den Winkelausdehnungen des äußeren Sockels 10 und der inneren Kappe 25 entsprechender Wert.
Es ist somit zu sehen, dass die Schale 16 nach dem Einsetzen der Schale 16 zwischen den äußeren Sockel 10 und die innere Kappe 25 hinsichtlich ihrer Winkelausrichtung in alle Richtungen zwischen dem Sockel 10 und der Kappe 25 verschoben werden kann. Um die Einstellung der Ausrichtung der Schale in Abhängigkeit von der dem wiederherzustellenden Gelenk zu gebenden Ausrichtung zu erhalten, wird in der Schale 16 der Probe-Einsatz 33 angebracht. Dann wird in den Probe-Einsatz ein herkömmliches, Gelenkpfannenträger genanntes Gerät zur Einstellung der Ausrichtung der Gelenkpfanne (nicht dargestellt) eingeführt und die Einstellung der Ausrichtung des Gelenks durch Verschiebung der Einheit, die von der Schale 16 und dem Probe-Einsatz 33 gebildet ist, in Bezug auf den äußeren Sockel 10 und die innere Kappe 25 vorgenommen.
Wenn die richtige Ausrichtung bestimmt ist, wird das Gerät zur Einstellung herausgezogen und die Schale 16 in Bezug auf den Sockel 10 festgestellt, indem die Schraube 32 angezogen wird.
Nun wird in die mit ihrem Probe-Einsatz versehene Schale der Kopf einer Probe-Oberschenkelprothese eingeführt, und es werden die Bewegungsmöglichkeiten der Hüfte getestet.
Wenn die Hüfte stabil ist, wird die gewählte Ausrichtung beibehalten.
Wenn die Hüfte instabil ist, wird der Schritt der Ausrichtung der Gelenkpfanne nochmals begonnen.
Nach diesen Schritten ist die Ausrichtung des Gelenks endgültig bestimmt.
Es ist nun möglich, aus der Schale den Probe-Einsatz 33 herauszuziehen und ihn durch einen endgültigen Einsatz 38 mit zum Probe-Einsatz 33 identischen Abmessungen aber ohne jegliche Mittelöffnung zu ersetzen.
Der endgültige Einsatz nimmt in der Schale 16 genau den Platz ein, den der Probe-Einsatz 33 eingenommen hat.
Natürlich wird vor der Anordnung des endgültigen Einsatzes die Schale 16 in dem Gelenkpfannenhohlraum mit Hilfe von nicht dargestellten Schrauben fixiert, die in die Umfangslöcher 18 eingreifen.
Es ist auch möglich, die Einheit herauszuziehen und eine übliche Gelenkpfanne einzusetzen.
Wenn dieser Schritt durchgeführt ist, ist es nun möglich, den Kopf der Oberschenkelprothese in der Gelenkpfanne anzuordnen und die richtige Ausrichtung des so wiederhergestellten Gelenks wieder zu finden.
Die verschiedenen Metallteile, die die erfindungsgemäße implantierbare Gelenkpfanne bilden, können aus Titan, rostfreiem Stahl, Kobalt-Chrom oder jedem anderen biokompatiblen Metall hergestellt sein.
Es ist somit zu sehen, dass es dank der soeben beschriebenen Anordnung möglich ist, die Einstellung der Ausrichtung der Gelenkpfannenprothese sicher zu stellen und mit den Probe-Oberschenkelteilen die Beweglichkeit der Hüfte zu testen, ohne dass die Wahl der Position der Gelenkpfanne endgültig ist.

Claims

Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne, umfassend eine halbkugelartige Schale (16), die dazu bestimmt ist, in einem Gelenkpfannenhohlraum angeordnet zu werden, und einen halbkugelartigen Einsatz (33; 38) aus einem biokompatiblen Kunststoff, der dazu bestimmt ist, konzentrisch in die Schale eingesetzt zu werden, wobei die Gelenkpfanne ferner einen äußeren Sockel (10) in Form einer sphärischen Kalotte umfasst, die mit Verankerungsstiften (11) zur Verankerung im Knochen des Gelenkpfannenhohlraumes versehen und dazu bestimmt ist, die Schale (16) aufzunehmen, eine innere Kappe (25) umfasst, die dazu bestimmt ist, in der Schale (16) gegenüber dem äußeren Sockel (10) angeordnet zu werden, und Mittel (14, 26, 32) zum Verbinden des äußeren Sockels (10) und der inneren Kappe (25) umfasst, wobei der Sockel und die Kappe Mittel zur Einstellung der Winkelposition der Schale (16) in dem Gelenkpfannenhohlraum in Abhängigkeit von der dem Gelenk zu gebenden Ausrichtung definieren, während die Mittel (32) zum Verbinden des äußeren Sockels (10) mit der inneren Kappe (25) Mittel (32) zum Festsetzen der Schale in Bezug auf den äußeren Sockel nach der Einstellung der Winkelposition der Schale umfassen.
Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Sockel eine mit einem Gewinde versehene Hülse (14) zum Zentrieren umfasst, die nach innen vorragt und dazu bestimmt ist, mit einem äußeren Zentrierring (26) zusammenzuwirken, der an der inneren Kappe (25) vorgesehen ist, wobei die Hülse (14) und der Ring (26) die Führung der Translationsverschiebung der inneren Schale (25) in Bezug auf den äußeren Sockel (10) sicherstellen, und eine Klemmschraube (32) umfasst, die dazu bestimmt ist, in die mit dem Gewinde versehene Hülse (14) des äußeren Sockels (10) einzugreifen, und deren kegelstumpfartiger Kopf (30) mit einem Sitz (28) entsprechender Form zusammenwirkt, der in der inneren Kappe vorgesehen und zu dem Ring (26) koaxial ist, wobei sie mit der mit dem Gewinde versehenen Hülse (14) des äußeren Sockels (10) und dem Ring (26) der inneren Schale (25) die Mittel zur Verbindung des Sockels mit der Kappe bildet.
Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die halbkugelartige Schale eine zentrale Öffnung umfasst, durch die die Schraube des äußeren Sockels (10) mit der inneren Schale (25) mit einem Spiel hindurchgreift, wodurch die Einstellung der Winkelposition der Schale (16) in Bezug auf den Sockel (10) in allen Richtungen möglich ist.
Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der halbkugelartige Einsatz ein Probe-Einsatz (33) ist, der eine zentralen Öffnung (34) für den Zugriff auf die Schraube (32) zum Verbinden des äußeren Sockels (10) mit der inneren Kappe (25) umfasst.
Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz ein kompletter endgültiger halbkugelartiger Einsatz (38) ist, der den Probe-Einsatz (33) nach Beendigung des Vorgangs zur Ausrichtung und Feststellung der Schale (16) in Bezug auf den äußeren Sockel (10) ersetzen kann.
Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (16) eine äußere Zone (17) von geringerer Dicke zur Aufnahme des äußeren Sockels (10) umfasst, um gemeinsam mit dem äußeren Sockel (10) eine annähernd kontinuierliche Außenfläche aufzuweisen.
Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schale (16) in ihrer Innenwand einen dünneren Wandabschnitt (24) zur Aufnahme der inneren Kappe (25) umfasst.
Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkelausdehnung der äußeren Zone (17) zur Aufnahme des äußeren Sockels und die Winkelausdehnung des inneren Wandabschnittes zur Aufnahme der inneren Kappe um einen Wert größer als die Winkelausdehnungen des Sockels und der Kappe sind, der zumindest der zu erzielenden Veränderung der Winkelausrichtung der Schale (16) in Bezug auf den äußeren Sockel (10) und die innere Kappe (25) entspricht.
Probe-Gelenkpfanne oder implantierbare Gelenkpfanne nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopf (30) der Schraube (32) eine konkave Endfläche (39) aufweist, während der Scheitel des endgültigen Einsatzes (38) eine Aussparung (40) aufweist, die dazu bestimmt ist zu vermeiden, dass der Scheitel des Einsatzes (38) an dem Kopf (30) der Schraube (32) anschlägt.