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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Eine Femurkomponente (1) für eine Hüftgelenksprothese umfaßt einen in einer Markhöhle eines Oberschenkelknochens verankerbaren Schaft (2) und eine daran ausgebildete Halspartie (3) mit einem Zapfen (4) zur Aufnahme eines Gelenkkopfes. Die Halspartie (3) weist in einem zwischen dem Zapfen (4) und dem Schaft (2) ausgebildeten Anschlagsbereich (5) einen nicht runden Querschnitt auf.
    公开号:DE102004008138A1
    申请号:DE102004008138
    申请日:2004-02-19
    公开日:2005-09-08
    发明作者:Anton Cotting；Daniel Dr. Delfosse；Adrian Schänholzer
    申请人:Mathys AG Bettlach；
    IPC主号:A61F2-00
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft eine Femurkomponente für eine Hüftgelenksprothese zur prothetischen Versorgungdes menschlichen oder tierischen Hüftgelenks.
    [0002] Beispielsweiseist aus der WO 98/23231 A1 eine Femurkomponente für eine Hüftgelenks-Endoprothesebekannt. Diese weist einen zur Verankerung in der Markhöhle desFemur bestimmten Schaft auf, an welches sich eine Halspartie miteinem Zapfen zur Aufnahme eines Gelenkkopfes oder einem mit derHalspartie fest verbundenen Gelenkkopf anschließt. Die Halspartie weist dabeieinen runden Querschnitt auf.
    [0003] Ebensosind ähnlicheHüftgelenks-Endoprothesenaus den Druckschriften WO 83/02555 A1 sowie EP 0 048 745 A1 und EP 0 093 378 A1 bekannt, welcheebenfalls in der Halspartie einen runden Querschnitt mit einer durchden Durchmesser bestimmten Querschnittsfläche aufweisen.
    [0004] Nachteiligan den aus den oben genannten Druckschriften bekannten Hüftgelenksprothesenist insbesondere, daß dieQuerschnittsform der Halspartie rund gestaltet ist und dadurch dersog. Range of motion, welcher den Beweglichkeitsgrad des Oberschenkelsrelativ zum Becken bezeichnet, eingeschränkt ist. Dies äußert sichin einer Einschränkung derBeweglichkeit des Beins des Patienten und die Gefahr des Anstoßens desmetallischen Schaftes an der Hüftpfanne.
    [0005] DerErfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, eine Femurkomponentefür eineHüftgelenks-Endoprothesezu schaffen, welche durch eine geeignete Querschnittsform der Halspartiebei gleicher Querschnittsflächeeinen größeren Rangeof motion erlaubt.
    [0006] DieAufgabe wird bezüglichder Hüftgelenksprothesedurch die Merkmale der Ansprüche1 und 11 gelöst.
    [0007] Gemäß Anspruch1 ist vorgesehen, die Querschnittsform der Halspartie der Femurkomponentein einem Anschlagsbereich abweichend von einer runden Querschnittsformzu gestalten.
    [0008] Gemäß Anspruch11 ist vorgesehen, den Anschlagsbereich durch eine exzentrischeAnordnung des Zapfens fürden Gelenkkopf zu verkleinern.
    [0009] Weiterevorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
    [0010] Vorteilhafterweiseist der Anschlagbereich im Querschnitt elliptisch, rechteckig oderoval gestaltet, so daß ein Öffnungswinkelzwischen Berührungspunktender Femurkomponente mit einer Gelenkpfanne vergrößert werden kann.
    [0011] Weiterhinist von Vorteil, daß dieVergrößerung des Öffnungswinkelsauch durch die exzentrische Verschiebung des den Gelenkkopf tragenden Zapfensrelativ zur Halspartie durch Unterschneidung des Anschlagbereichesmit dem Rand der Gelenkpfanne ermöglicht wird.
    [0012] Vorteilhafterweisesind beliebige Gelenkpfannen mit der erfindungsgemäß ausgestaltetenFemurkomponente kombinierbar.
    [0013] Ausführungsbeispieleder Erfindung werden im folgenden anhand teilweise schematischerDarstellungen in der Zeichnung nähererläutert.In der Zeichnung zeigen:
    [0014] 1 eineschematische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäß ausgestaltetenFemurkomponente einer Hüftgelenks-Endoprothese,
    [0015] 2A–2D verschiedeneQuerschnittsformen der Halspartie einer Femurkomponente sowohl gemäß dem Standder Technik als auch gemäß der Erfindungentlang der Schnittebene II-II in 1,
    [0016] 3A–3B erläuterndeDarstellungen einer Hüftgelenks-Endoprothese für den technischen Rangeof motion,
    [0017] 4A–4B erläuterndeDarstellungen einer Hüftgelenks-Endoprothese für den anatomischenRange of motion,
    [0018] 5A–5D schematischeDarstellungen der Berührungspunkteder einzelnen Komponenten der Hüftgelenks-Endoprothese für verschiedene Querschnittsformen,
    [0019] 6A–6B schematischeDarstellungen der Krümmungsradienzweier verschiedener ovaler Querschnittsformen des Anschlagbereiches, und
    [0020] 7 einzweites Ausführungsbeispieleiner erfindungsgemäß ausgestaltetenFemurkomponente.
    [0021] 1 zeigtin einer schematischen Darstellung eine Ansicht einer Femurkomponente 1 für eine totaleHüftgelenks-Endoprothese. DieFemurkomponente 1 weist einen Schaft 2 auf, welcherin der Markhöhleeines Femurknochens je nach Bauform der Femurkomponente 1 einzementiertoder zementfrei verankert wird. An dem Schaft 2 ist eineHalspartie 3 ausgebildet, an deren Ende ein Zapfen 4 zurAufnahme eines Gelenkkopfes 8 ausgebildet ist. Der Gelenkkopf 8 sowiedie entsprechende Gelenkpfanne 6 sind in 1 nichtweiter dargestellt.
    [0022] 2A bis 2D zeigenin einer schematischen geschnittenen Darstellung mögliche Querschnittsformenfür denAnschlagsbereich 5 zwischen dem Zapfen 4 und demSchaft 2 der Femurkomponente 1.
    [0023] In 2A istdabei eine Querschnittsform gemäß dem Standder Technik dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine runde Querschnittsform,welche in jeder Bewegungsrichtung einen identischen Range of motionerlaubt, welcher lediglich durch die Form der verwendeten Gelenkspfannelimitiert ist.
    [0024] Die 2B bis 2D zeigenabgewandelte Querschnittsformen, die beispielsweise rechteckig,elliptisch oder oval geformt sein können. Bedingt durch die weiterunten nähererläuterteDefinition eines sogenannten Range of Motion bieten solche nichtkreisrunden Querschnittsformen fürbestimmte Bewegungsabläufeeine größere Bewegungsfreiheit.
    [0025] Diein den Ausführungsbeispielendargestellte Hüftgelenks-Endoprothese wirdauch als totale Hüftgelenks-Endoprothesebezeichnet, da sowohl der femurale als auch der beckenseitige Gelenkanteil ersetztwird. Eine solche Hüftgelenks-Endoprothese weisteine definierte Beweglichkeitsspielraum auf, welcher als Range ofmotion bezeichnet wird. Dieser ist durch die Querschnittsform derHalspartie 3 der Femurkomponente 1 sowie die Formder im Becken verankerten Gelenkpfanne 6 bestimmt.
    [0026] 3A und 3B sowie 4A und 4B zeigenden technischen und den anatomischen Range of motion anhand schematischerDarstellungen einer Hüftgelenks-Endoprothesemit einer Femurkomponente 1 und einer entsprechenden Gelenkpfanne 6 zurImplantation in den Beckenknochen. In dem in den vorliegenden Figurenbeschriebenen Ausführungsbeispielhandelt es sich um eine Spreizpfanne 6 mit Widerhaken 7,welche zementlos in das Gewebe des Beckenknochens eingesetzt wird und über einenan dem Zapfen 4 an der Halspartie 3 ausgebildetenKugelkopf 8 mit der Femurkomponente 1 zusammenwirkt.Die Spreizpanne 6 umschließt dabei den Kugelkopf 8 soweit, daß einePassung erzielt wird, welche den Kugelkopf 8 in der Spreizpfanne 6 hält.
    [0027] Dieim folgenden näherbeschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmensind unabhängigvon der Form der Spreizpfanne 6 zu sehen. Um den Rangeof motion fürverschiedene Querschnittsformen des Anschlagsbereiches 5 zuvergleichen, müssen lediglichjeweils gleiche Hüftgelenks-Endoprothesen mitgleichen Komponenten, also beispielsweise mit gleichen Gelenkpfannen 6 miteinanderverglichen werden, die Form der Gelenkpfanne 6 ist dabeijedoch nicht auf die dargestellte Spreizpfanne 6 beschränkt, sondernkann auch in Form einer den Gelenkkopf 8 nicht kraftschlüssig umfassendenGelenkpfanne 6 ausgebildet sein. Die verschiedenen Gelenkpfannen 6 habenunterschiedliche Vor- und Nachteile. Einerseits ist der Range ofmotion bei einer den Gelenkkopf umgreifenden Spreizpfanne 6 geringer,dafür istjedoch auch die Luxationsgefahr geringer. Andererseits ist bei einerGelenkpfanne 6, welche den Gelenkkopf 8 wenigerstark umgreift, die Gefahr einer Luxation größer, jedoch ist auch der Rangeof motion größer.
    [0028] Inden 3A und 3B istder maximale technische Range of motion für eine Bewegung zwischen zweiPositionen maximaler Auslenkung der Femurkomponente 1 inder Gelenkpfanne 6 dargestellt. Der maximale technischeRange of motion ist dabei durch den physikalisch maximal möglichen Winkelbereichzwischen zwei Berührungspunkten 9 jeweilsan einem Rand 10 der Spreizpfanne 6 ausgehendvon der in 3A dargestellten Ausgangslage ohneVerkippung der Spreizpfanne 6 relativ zu einer Längsachse 11 desHalsbereiches 3 definiert, wie in 3B dargestellt.
    [0029] Dertechnische Range of motion gemäß dem Standder Technik füreinen runden Querschnitt im Anschlagsbereich 5 der Halspartie 3 undeine Spreizpfanne 6 gemäß den Figurenbeträgtfür einedefinierte Konstellation der Größenverhältnisseder einzelnen Komponenten ca. 110° < α < 130°.
    [0030] Deranatomische Range of motion unterscheidet sich von dem technischenRange of motion dadurch, daß ernicht die technisch maximal möglicheFlexion, sondern die anatomisch maximal mögliche aktive und passive Flexionin Flexions-/ Extensionsrichtung, also in einer Richtung entlangder Bewegungsabläufedes Beugens und Streckens des Oberschenkels relativ zum Becken,beschreibt. Aktive Flexion tritt im Rahmen der natürliche Bewegungbei Aktivitätenwie beispielsweise Gehen und Sitzen auf, während die passive Flexion durchZuhilfenahme von anderen Gliedmaßen (Beispiel: Heranziehendes gebeugten Beins Richtung Brust mit den Armen) oder durch eineandere Person (Beispiel: Krankengymnastik mit gezielter Muskeldehnung)ausgeübtwird.
    [0031] Deranatomische Range of motion gemäß dem Standder Technik füreinen runden Querschnitt im Anschlagsbereich 5 der Halspartie 3 undeine Spreizpfanne 6 gemäß den Figurenliegt füreine definierte geometrische Konstellation der einzelnen Komponentenbei 120° < α < 160°. Entsprechende Wertesind dabei in 4A und 4B beispielhaft wiedergegeben.Die Inklination der Spreizpfanne 6 zum Schaft 2 beträgt dabei45°, dieAusrichtung im Beckenknochen beträgt in Anteversion 12° und in Antetorsion20°. DerFemurwinkel beträgt5°.
    [0032] ImLicht der vorangegangenen Ausführungenwird verständlich,daß einerweiterter anatomischer Range of motion bei gleichbleibender Stabilität des Gelenksangestrebt wird. Die Biegsteifigkeit und die Festigkeit der Gelenkverbindungdarf dabei ebensowenig leiden wie die Stabilität gegenüber Luxationen. Die erfindungsgemäßen Maßnahmenim Anschlagsbereich 5 der Halspartie 3 der Femurkomponente 1 derHüftgelenks-Endoprotheseermöglichen einesignifikante Erweiterung des anatomischen Range of motion.
    [0033] Dieswird dadurch erzielt, daß dierunde Querschnittsflächeim Anschlagsbereich 5 der Halspartie 3 so verformtwird, daß dieBerührungspunkte 9 inihrer Lage zueinander verschoben werden und dadurch ein größerer Winkelbereichzugänglichgemacht wird.
    [0034] Die 5A bis 5D zeigendie unterschiedlichen Querschnittsformen des Anschlagsbereichs 5 derHalspartie 3 gemäß 2A bis 2D. ZurVerdeutlichung sind die Zonen, in welchen die Berührungspunkte 9 liegen,markiert.
    [0035] Vergleichtman beispielsweise die 5A mit dem kreisförmigen Querschnittgemäß dem Standder Technik und 5B mit einem elliptischen Querschnitt,ist erkennbar, daß einlinearer Abstand L der Berührungspunkte 9 beiansonsten gleichbleibender Geometrie kleiner wird und sich dadurchder maximale Winkel vergrößert.
    [0036] Ein ähnlicherEffekt tritt füreinen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken gemäß 5C auf.Je stärkerdie beiden medial liegenden Ecken abgerundet sind, desto größer fällt deranatomische Range of motion aus.
    [0037] Betrachtetman 5D mit einem ovalen Querschnitt, fällt auf,daß sichnicht nur der Abstand L der Berührungspunkte 9 verkleinert,sondern daß diesesich vorteilhafterweise auch verschieben, so daß ein Öffnungswinkel zwischen denBerührungspunkten 9 undeiner Achse 12 größer wird.
    [0038] Deranatomische Range of motion vergrößert sich dabei von ca. 152° bei einerrunden Querschnittsform gemäß 5A über ca.159° beieiner elliptischen und ca. 161° beieiner rechteckigen Querschnittsform gemäß 5B und 5C zuca. 165° beieiner ovalen Querschnittsform gemäß 5D beiansonsten gleichbleibenden geometrischen Gegebenheiten.
    [0039] DieDifferenz beträgtalso in diesem Ausführungsbeispielbis zu 13° für den vollständigen Öffnungswinkelzwischen den Berührungspunkten 9 bzw.etwa 8%.
    [0040] Inden 6A und 6B sindschematisch Krümmungsradienfür ovaleQuerschnittsformen des Anschlagbereiches 5, die beispielsweiseaus 2D und 5D hervorgehen,dargestellt.
    [0041] Betrachtetman 6A, ist ersichtlich, daß die ovale Querschnittsformdurch drei unterschiedliche KrümmungsradienR1, R2 und R3 beschrieben werden kann. Dabei gilt, daß dabei R1 < R3 < R2 gilt.
    [0042] Dabeiist der kleinste KrümmungsradiusR1 im medialen Bereich, der mittlere Krümmungsradius R3 im lateralen Bereich und der größte KrümmungsradiusR2 im dazwischen liegenden Übergangsbereichvorhanden. Beispielsweise liegt R1 im Bereich von4 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt ca. 4,3 mm, R3 imBereich von 5 mm bis 8 mm, besonders bevorzugt ca. 5,3 mm und R2 im Bereich von 10 mm bis 20 mm, besondersbevorzugt ca. 15 mm.
    [0043] Eineeinfachere ovale Querschnittsform mit gerade Flanken 16 istdurch nur zwei KrümmungsradienR1 und R2 beschreibbar,für welchegilt: R1 < R2.
    [0044] Dabeiist der kleinere KrümmungsradiusR1 im medialen Bereich und der größere KrümmungsradiusR2 im lateralen Bereich vorhanden. Beispielsweiseliegt R1 im Bereich von 4 mm bis 5 mm, besondersbevorzugt ca. 4,3 mm, und R2 im Bereichvon 5 mm bis 8 mm, besonders bevorzugt ca. 5,3 mm.
    [0045] Dieweiter oben beschriebene Verkürzung deslinearen Abstandes L der Berührungspunkte 9 ist dabeiauch auf die in 6B dargestellte ovale Querschnittsformdes Anschlagbereiches 5 übertragbar.
    [0046] In 7 isteine weitere Möglichkeitder Erweiterung des Range of Motion dargestellt. Statt, wie in denvorhergehenden Ausführungsbeispielen,die Querschnittsform der Halspartie 3 im Anschlagsbereich 5 zumodifizieren, kann auch eine Mittelachse 14 des Zapfens 4 zurAufnahme des Kugelkopfes 8, wie in 6 dargestellt,exzentrisch zu einer Mittelachse 15 der Halspartie 3 angeordnetsein. Die Richtung der Verschiebung des Zapfens 4 muß dabei entsprechendgewähltwerden, sie erfolgt vorzugsweise in medialer Richtung. Dadurch kannebenfalls der Range of motion erweitert werden, da in dem kritischenAnschlagsbereich 5, wo die Halspartie 3 in Berührung mitdem Rand 10 der Spreizpfanne 6 kommt, eine Kante 13 ausgebildetist, welche außerhalbdes Randes 10 der Spreizpfanne 6 liegt und soeine stärkereAbwinkelung ermöglicht,da sie nicht an dem Rand 10 ansteht, sondern diesen unterschneidet.
    [0047] Durcheine Verschiebung des Zapfens 4 sowohl in lateraler alsauch gleichzeitig in anteriorer Richtung kann der anatomische Rangeof motion noch gezielter fürdie Hüftbeugungoder -streckung bei gleichzeitiger Beinrotation optimiert werden.
    [0048] DieErfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt undauch fürandere Formen von Gelenkpfannen 6 und Femurkomponenten 1 anwendbar.
    权利要求:
    Claims (19)
    [1] Femurkomponente (1) für eine Hüftgelenks-Endoprothese,mit einem in einer Markhöhle einesFemurknochens verankerbaren Schaft (2) und einer daranausgebildeten Halspartie (3) mit einem Zapfen (4)zur Aufnahme eines Gelenkkopfes (8), dadurch gekennzeichnet,daß dieHalspartie (3) in einem zwischen dem Zapfen (4)und dem Schaft (2) ausgebildeten Anschlagsbereich (5)einen nicht runden Querschnitt aufweist.
    [2] Femurkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß derQuerschnitt des Anschlagsbereichs (5) oval, im wesentlichenelliptisch oder im wesentlichen rechteckig ist.
    [3] Femurkomponente nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,daß dieHalspartie (3) außerhalb desAnschlagsbereichs (5) einen runden Querschnitt aufweist.
    [4] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis3, dadurch gekennzeichnet, daß dieFemurkomponente (1) im Anschlagsbereich (5) Berührungspunkte(9) mit einem Rand (10) einer Gelenkpfanne (6)der Hüftgelenks-Endoprotheseaufweist.
    [5] Femurkomponente nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,daß durchdie nicht runde Ausformung des Anschlagbereiches (5) ein Öffnungswinkel (α) zwischenden Berührungspunkten(9) gegenüber einerrunden Ausformung vergrößert ist.
    [6] Femurkomponente nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß durchdie nicht runde Ausformung des Anschlagbereiches (5) einlinearer Abstand (L) zwischen den Berührungspunkten (9)verkleinert ist.
    [7] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ovalen Ausbildungdes Querschnitts des Anschlagsbereiches (5) mit drei verschiedenen Krümmungsradien(R1, R2, R3) gilt: R1 < R3 < R2, wobeiR1 der Krümmungsradius im medialen Bereich R3 der Krümmungsradiusim lateralen Bereich R2 der Krümmungsradiusim dazwischen angeordneten Übergangsbereichist.
    [8] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis6, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer ovalen Ausbildungdes Querschnitts des Anschlagsbereiches (5) mit zwei verschiedenen Krümmungsradien(R1, R2) und geradenFlanken (16) gilt: R1 < R2, wobeiR1 der Krümmungsradius im medialen Bereich R2 der Krümmungsradiusim lateralen Bereich ist.
    [9] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis8, dadurch gekennzeichnet, daß dieGelenkpfanne (6) als Spreizpfanne (6) oder alsPreßfitpfanne(6) ausgebildet ist.
    [10] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 1 bis9, dadurch gekennzeichnet, daß aufden Zapfen (4) ein mit der Gelenkpfanne (6) zusammenwirkendeGelenkkopf (8) aufsteckbar ist.
    [11] Femurkomponente (1) für eine Hüftgelenks-Endoprothese, miteinem in einer Markhöhle einesFemurknochens verankerbaren Schaft (2) und einer daranausgebildeten Halspartie (3) mit einem Zapfen (4)zur Aufnahme eines Gelenkkopfes (8), dadurch gekennzeichnet, daß eine Mittelachse(14) des Zapfens (4) relativ zu einer Mittelachse(15) der Halspartie (3) exzentrisch angeordnetist.
    [12] Femurkomponente nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,daß derproximale Zapfen (4) in lateraler Richtung gegenüber derHalspartie (3) verschoben ist.
    [13] Femurkomponente nach Anspruch 11 oder 12, dadurchgekennzeichnet, daß derproximale Zapfen (4) in lateraler und gleichzeitig in anterioreroder posteriorer Richtung gegenüberder Halspartie (3) verschoben ist.
    [14] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 11 bis13, dadurch gekennzeichnet, daß einAnschlagbereich (5), welcher an den Zapfen (4)angrenzt, durch die Exzentrizitätdes Zapfens (4) einen Rand (10) einer Gelenkpfanne(6) unterschneidet.
    [15] Femurkomponente nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,daß einedurch die Exzentrizitätdes Zapfens (4) ausgebildete Kante (13) außerhalbdes Randes (10) der Gelenkpfanne (6) liegt.
    [16] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 11 bis15, dadurch gekennzeichnet, daß dieFemurkomponente (1) im Anschlagsbereich (5) Berührungspunkte(9) mit dem Rand (10) der Gelenkpfanne (6)der Hüftgelenks-Endoprotheseaufweist.
    [17] Femurkomponente nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,daß durchdie Exzentrizität desZapfens (4) ein Öffnungswinkel(α) zwischenden Berührungspunkten(9) gegenübereiner nicht exzentrischen Ausbildung vergrößert ist.
    [18] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 11 bis17, dadurch gekennzeichnet, daß dieGelenkpfanne (6) als Spreizpfanne (6) oder alsPreßfitpfanne(6) ausgebildet ist.
    [19] Femurkomponente nach einem der Ansprüche 11 bis18, dadurch gekennzeichnet, daß aufden Zapfen (4) ein mit der Gelenkpfanne (6) zusammenwirkenderGelenkkopf (8) aufsteckbar ist.
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    引用文献:
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    法律状态:
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    2009-04-23| 8396| Reprint of erroneous front page|
    2009-06-04| 8364| No opposition during term of opposition|
    2013-12-24| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20130903 |
    优先权:
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