Modulare Prothese zum mindestens teilweisen Ersatz eines an ein Gelenk angrenzenden Röhrenknochens Modular prosthesis for at least partial replacement of a long bone adjacent to a joint
Die Erfindung betrifft eine modulare Endoprothese zum mindes- tens teilweisen Ersatz eines Röhrenknochens umfassend als Mo dulkomponenten einen Schaft zum Einsetzen in eine Knochenhöh lung des Röhrenknochens, ein Endstück umfassend einen Tragkör per und einem an der medialen Seite angeordneten Halsteil mit einer Aufnahme für eine Gelenkeinrichtung. Zum Ersatz von erkrankten oder defekten Knochen und Gelenken sind verschiedene Typen von Endoprothesen bekannt. Insbesonde re handelt es sich hierbei um reine Gelenkendoprothesen oder um solche, die auch den angrenzenden Röhrenknochen teilweise oder ganz ersetzen. Sie weisen einen sich über die Länge des zu ersetzenden Röhrenknochens erstreckenden Schaft auf. Der Schaft ersetzt bzw. verstärkt den erkrankten oder fehlenden Bereich des Knochens. Häufig ist er verbunden mit einer Ge lenkeinheit, welche ein angrenzendes Gelenk (zum Beispiel Knie oder Hüfte) ersetzt. Die Abmessungen des Prothesenschafts müs- sen daher entsprechend der jeweiligen Anatomie und Pathologie der Patienten gewählt sein. The invention relates to a modular endoprosthesis for at least partial replacement of a tubular bone comprising, as module components, a shaft for insertion into a bone cavity of the tubular bone, an end piece comprising a support body and a neck part arranged on the medial side with a receptacle for a joint device. Various types of endoprostheses are known for replacing diseased or defective bones and joints. In particular, these are pure joint endoprostheses or those that also partially or completely replace the adjacent tubular bones. They have a shaft extending over the length of the long bone to be replaced. The shaft replaces or strengthens the diseased or missing area of the bone. It is often connected to a joint unit that replaces an adjacent joint (e.g. knee or hip). The dimensions of the prosthesis shaft must therefore be selected in accordance with the respective anatomy and pathology of the patient.
Zur Anpassung an die individuellen Bedürfnisse sind modulare Endoprothesensysteme bekannt. Sie umfassen einen Schaft, ggf. mehrere Zwischenstücke und ein Endstück, welches meist zu- gleich eine Gelenkkomponente bildet. Ein solches System ist beispielsweise aus der DE 20 2004 019 264 Ul bekannt. Durch Vorbenutzung bekannt ist ferner ein Modularsystem von DePuy, Inc. (USA) mit der Bezeichnung Orthopaedic Salvage System, bei
dem das Endstück mit einer umlaufenden porösen Beschichtung versehen ist. Modular endoprosthesis systems are known for adapting to individual needs. They comprise a shaft, possibly several intermediate pieces and an end piece, which mostly forms a joint component at the same time. Such a system is known, for example, from DE 20 2004 019 264 U1. A modular system from DePuy, Inc. (USA) with the designation Orthopedic Salvage System is also known from prior use which the end piece is provided with a circumferential porous coating.
Es hat sich gezeigt, dass damit zwar ein befriedigendes An wachsverhalten an noch vorhandene Knochenreste erreicht werden kann. In Bezug auf die Anbindung an Weichteile, wie insbeson dere Muskeln, besteht aber Verbesserungsbedarf. Versuche mit einer Tantal enthaltenden Beschichtung haben gezeigt, dass da mit nur ein Anwachsen von Bindegewebe stimuliert werden kann, nicht aber die eigentlich erwünschte Muskelanbindung. It has been shown that a satisfactory growth behavior can be achieved with this on remaining bone remnants. However, there is room for improvement with regard to the connection to soft tissues, such as muscles in particular. Tests with a coating containing tantalum have shown that only an increase in connective tissue can be stimulated, but not the actually desired muscle connection.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine modulare Endo prothese der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein bes seres Verhalten in Bezug auf Anwachsen der Muskeln aufweist. The invention is based on the object of creating a modular endoprosthesis of the type mentioned at the outset, which has a better behavior with regard to muscle growth.
Die erfindungsgemäße Lösung liegt in den Merkmalen des unab hängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegen stand der abhängigen Ansprüche. The solution according to the invention lies in the features of the independent claim. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims.
Bei einer modularen Endoprothese zum mindestens teilweisen Er satz eines Röhrenknochens umfassend als Modulkomponenten einen Schaft zum Einsetzen in eine Knochenhöhlung des Röhrenkno chens, ein Endstück umfassend einen Tragkörper mit einer ante rioren, posterioren, lateralen und medialen Seite sowie mit einem an der medialen Seite angeordneten Halsteil mit einer Aufnahme für eine Gelenkeinrichtung, und mindestens einem Zwi schenstück, wobei die Modulkomponenten, über beispielsweise Steckverbindungen oder andere Verbindungsarten, miteinander koppel- und lösbar sind entlang einer Längsachse des Schafts, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Endstück mindestens zwei unterschiedlich ausgeführte Oberflächengestaltungen an seinem Tragkörper aufweist, eine geschlossene Oberfläche auf einer dem Halsteil zugewandten, medialen, Seite und eine porö se Gestaltung der Oberfläche auf der von dem Halsteil abge wandten, lateralen Seite.
Bei den Begriffen lateral, medial, anterior und posterior han delt es sich um in der Anatomie übliche Fachbezeichnungen für Richtungsangaben. Hierbei bedeutet „lateral" seitlich, nach außen weisend, „medial" seitlich, zur (Körper-)Mitte weisend, anterior nach vorne weisend und posterior nach hinten weisend. In the case of a modular endoprosthesis for at least partial replacement of a tubular bone, comprising as modular components a shaft for insertion into a bone cavity of the tubular bone, an end piece comprising a support body with an anterior, posterior, lateral and medial side and with a neck part arranged on the medial side with a receptacle for a joint device, and at least one intermediate piece, the module components, for example, via plug connections or other types of connection, can be coupled and detached with one another along a longitudinal axis of the shaft, it is provided according to the invention that the end piece has at least two different surface designs on its Has support body, a closed surface on a medial side facing the neck part and a porous design of the surface on the lateral side facing away from the neck part. The terms lateral, medial, anterior and posterior are technical terms used in anatomy for directions. Here "lateral" means laterally, pointing outwards, "medial" laterally, pointing towards the (body) center, pointing anteriorly forwards and posteriorly pointing backwards.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine für das Anwachsen von Muskelgewebe günstige poröse Gestaltung der Oberfläche ge zielt an bestimmter Stelle vorzunehmen, und zwar speziell nur dort und nicht umlaufend. Bei dieser bestimmten Stelle handelt es sich um die laterale Seite, d. h. die im implantierten Zu stand seitlich nach außen weisende Seite. Es wird somit zum einen durch die poröse Gestaltung eine Grundlage für ein zu verlässiges Anwachsen von Weichteilen geschaffen, wozu auch Muskelgewebe zählt, und zum anderen wird durch die präzise Po sitionierung der porösen Gestaltung und deren Konzentration auf die bestimmte Stelle (und nur dort, also eben nicht rund um) gezielt und spezifisch ein günstiges Anwachsverhalten des Muskels erreicht, der genau an dieser bestimmten Stelle an greifen soll im Sinne einer günstigen Kraftübertragung auf die Prothese (und somit auf die entsprechende Extremität). Im Fall einer Endoprothese für den proximalen Femur handelt es sich bei dem Muskel, dem erfindungsgemäß gezielt eine lokationsspe zifische Anwachsstelle geboten wird, um den sog. „Gluteus me- dius". The invention is based on the idea of making a favorable porous design of the surface for the growth of muscle tissue ge aims at a certain point, specifically only there and not circumferentially. This particular location is the lateral side; H. the side facing outwards in the implanted state. On the one hand, the porous design creates a basis for the reliable growth of soft tissues, including muscle tissue, and, on the other hand, the precise positioning of the porous design and its concentration on the specific location (and only there, i.e. not all around) specifically and specifically achieves a favorable growth behavior of the muscle, which is intended to attack precisely at this particular point in the sense of a favorable power transmission to the prosthesis (and thus to the corresponding extremity). In the case of an endoprosthesis for the proximal femur, the muscle which according to the invention is specifically offered a location-specific growth point is the so-called "gluteus medus".
Die Erfindung hat erkannt, dass mit einer solchen Gestaltung ein lokationsspezifisches Anwachsen des Muskels derart er reicht werden kann, dass sich eine direkte Anbindung des Mus kels ergibt. Das herkömmlicherweise zur Anbindung des Muskels an das Endstück der Endoprothese erforderliche Annähen ist da mit nicht mehr erforderlich. Die direkte Anbindung ist zur größeren Kraftübertragung fähig und robuster, insbesondere auf die bisher im Stand der Technik häufig verwendete Technik des Annähens des Muskels. Denn dieses Nähen schädigt im Grunde den
Muskel und führt zu einer Belastungskonzentration in den Be reich der Nähte, was zu ungünstigen Belastungsspitzen und da mit zu einer negativ prognostizierten Befestigungs(Sicherheit) führen kann. Die Ausgestaltung zur direkten Anbindung vermei det diese Nachteile. Die durch das Annähen geschaffene Trauma tisierung des Muskels und die an den jeweiligen Nahtstellen auftretenden Belastungsspitzen können somit dank der Erfindung mit dem lokationsspezifischen Direktanwachsen des Muskels ver mieden werden. Eine schnellere und zuverlässige Mobilisierung des Patienten kann so erreicht werden und das bei verringertem Komplikationsrisiko . The invention has recognized that with such a design a location-specific growth of the muscle can be achieved in such a way that a direct connection of the muscle results. The sewing conventionally required to connect the muscle to the end piece of the endoprosthesis is no longer necessary. The direct connection is capable of greater force transmission and is more robust, in particular to the technique of suturing the muscle that has so far been frequently used in the prior art. Because this sewing basically damages the Muscle and leads to a stress concentration in the area of the seams, which can lead to unfavorable stress peaks and thus to a negatively forecast fastening (safety). The design for direct connection avoids these disadvantages. The trauma to the muscle created by sewing and the stress peaks occurring at the respective seams can thus be avoided thanks to the invention with the location-specific direct growth of the muscle. A faster and more reliable mobilization of the patient can be achieved in this way and with a reduced risk of complications.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die poröse Gestaltung der Oberfläche ausgeführt ist als eine offenzeilige poröse Gitterstruktur, die aus einer Vielzahl von typischerweise re gelmäßig angeordneten Elementarzellen gebildet ist; eine unre gelmäßige Anordnung der Elementarzellen soll jedoch nicht aus geschlossen sein. Eine solche offenzeilige Struktur begünstigt ein schnelles Einwachsen des Muskelgewebes auch in tiefer lie gende Poren, wodurch sich als weiterer Vorteil eine höhere Be lastungsfähigkeit der Verbindung Muskel/Endoprothese ergibt, mithin also auch die Kraftübertragung zwischen Muskel und En doprothese verbessert wird. Mit Vorteil sind hierbei die Ele mentarzellen als gebaute Struktur ausgeführt und jeweils aus einem Innenraum und einer Mehrzahl von den Innenraum umgeben den, miteinander verbundenen Stegen aufgebaut. Beispielsweise kann eine solche gebaute Struktur rationell durch additive Verfahren (auch 3D-Drucken) hergestellt sein. Auf diese Weise können rationell Komponenten auch mit komplexen Hohlraum- Strukturen mit Hinterschnitt rasch und kontrolliert herge stellt werden. Die Struktur der Elementarzellen kann hierbei genau definiert werden. Dies ermöglicht eine definierte Anord nung der Zellen und der sie bildenden Elemente, insbesondere deren Stege. Insbesondere eignen sich diese Verfahren zur Her stellung des Implantats aus biokompatiblem Material, insbeson-
dere metallischem Material, ausgewählt aus einer Gruppe umfas send Reintitan, Titanlegierungen, Kobaltchrom, Tantal, Edel stahl und Zirkonium. It is expediently provided that the porous design of the surface is designed as an open-line porous lattice structure which is formed from a plurality of typically regularly arranged unit cells; however, an irregular arrangement of the unit cells should not be excluded. Such an open-line structure promotes rapid growth of the muscle tissue into deeper lying pores, which results in a higher loading capacity of the muscle / endoprosthesis connection, thus also improving the power transmission between the muscle and the endoprosthesis. Advantageously, the ele mentary cells are designed as a built structure and each composed of an interior space and a plurality of interconnected webs surrounding the interior space. For example, such a built structure can be produced efficiently using additive processes (including 3D printing). In this way, components with complex cavity structures with undercuts can be manufactured quickly and in a controlled manner. The structure of the unit cells can be precisely defined here. This enables a defined arrangement of the cells and the elements forming them, in particular their webs. In particular, these methods are suitable for producing the implant from biocompatible material, in particular Their metallic material selected from a group comprising pure titanium, titanium alloys, cobalt chrome, tantalum, stainless steel and zirconium.
Mit Vorteil ist die poröse Gitterstruktur mit einer wachstums fördernden Beschichtung versehen. Eine solche Beschichtung be schleunigt das An- und Einwachsen von Weichteilgewebe, insbe sondere von Muskelmaterial und deren Sehnen. Besonders bevor zugt sind außer Beschichtungen aus Kalziumphosphat insbesonde re Beschichtungen mit Tantalmaterial. The porous lattice structure is advantageously provided with a growth-promoting coating. Such a coating accelerates the ongrowth and ingrowth of soft tissue, in particular special muscle material and their tendons. In addition to coatings made of calcium phosphate, coatings with tantalum material are particularly preferred.
Zweckmäßigerweise weist die poröse Gestaltung Poren mit einer Weite im Bereich zwischen 0,4 und 2 mm, vorzugsweise 0,7 bis 1,5 mm, auf. Diese verhältnismäßig großen Poren bieten ein günstigeres Einwachsverhalten und vor allem Verankerungspoten tial für Muskelgewebe. The porous design expediently has pores with a width in the range between 0.4 and 2 mm, preferably 0.7 to 1.5 mm. These relatively large pores offer more favorable ingrowth behavior and, above all, anchoring potential for muscle tissue.
Zweckmäßig ist es, den Tragkörper und die poröse Gestaltung bzw. die offenzeilige poröse Gitterstruktur unitär auszufüh ren. Damit kann ein ansonsten erforderliches Zusammenfügen von gesonderten Komponenten vermieden werden, wodurch sich Vortei le hinsichtlich Robustheit, einfacherer und direkter Herstel lung wie auch in Bezug auf Dauerhaltbarkeit ergeben. Insbeson dere sind kein Ausfall der Fügeverbindung oder negative Wir kungen der Fügeverbindung auf das umliegende Gewebe zu be fürchten. Dies gilt insbesondere im Hinblick darauf, dass bei unitärer Gestaltung der gesamte Tragkörper mitsamt der porösen Gestaltung aus vollkommen identischem Material besteht. It is useful to design the support body and the porous design or the open-line porous lattice structure in a unitary manner.This avoids the need to assemble separate components, which results in advantages in terms of robustness, simpler and more direct manufacture and durability surrender. In particular, no failure of the joint connection or negative effects of the joint connection on the surrounding tissue are to be feared. This applies in particular with regard to the fact that, in the case of a unitary design, the entire support body including the porous design consists of completely identical material.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die poröse Gestaltung sich von der lateralen Seite halbschalenartig zur frontalen sowie zur posterioren Seite erstreckt. Damit erstreckt die poröse Gestaltung sich über einen beträchtlichen Bereich des Umfangs an dem das Halsstück tragenden Tragkörper, ohne jedoch ganz umlaufend zu sein. Damit wird ein verbreitertes aber dennoch
genau definiertes Anwachsfeld für angrenzende Weichteile, ins besondere Muskeln, geschaffen. Hierbei ist halbschalenartig qualitativ zu verstehen; es muss sich nicht zwingend um einen Umfangswinkel von 180° handeln, in vielen Fällen kann es auch weniger (oder etwas mehr) sein. Bevorzugt ist ein Bereich für den Umfangswinkel der Beschichtung von ca. 120° bis 210°. Wichtig für die Qualifizierung als halbschalenartig ist, dass sich die poröse Gestaltung ausgehend von der lateralen Seiten fläche sowohl zur Front hin wie auch zur Rückseite (nach pos terior) erstreckt, ohne jedoch sich auch über den medialen Be reich zu erstrecken (das wäre dann umlaufend, was ausgeschlos sen sein soll). It is particularly preferred if the porous design extends from the lateral side like a half-shell to the frontal as well as to the posterior side. The porous design thus extends over a considerable area of the circumference of the supporting body carrying the neck piece, but without being completely circumferential. This becomes a broader one, however Precisely defined growth area for adjacent soft tissues, especially muscles, created. Here, half-shell is to be understood as qualitative; it does not necessarily have to be a circumferential angle of 180 °, in many cases it can also be less (or a little more). A range for the circumferential angle of the coating of approximately 120 ° to 210 ° is preferred. For qualification as half-shell-like, it is important that the porous design, starting from the lateral side surface, extends both to the front and to the rear (towards the posterior), but without also extending over the medial area (that would then be circumferential what should be excluded).
Insbesondere im Fall der halbschalenartigen Erstreckung, aber auch in anderen Fällen, ist zweckmäßigerweise am Übergang zwi schen der lateralen Seite zur frontalen Seite und/oder zur posterioren Seite eine Verrundung mit einer lateralen Abfla chung vorgesehen. Mit einer solchen Abflachung an der latera len Seite lässt sich eine breitere und verhältnismäßig ebene Anlage- und Anwuchsfläche für das umgebende Weichteilgewebe, insbesondere Muskeln, schaffen. Dies begünstigt ein Anwachsen auf größerer Fläche, was eine bessere und robustere Kraftüber tragung vom Muskel auf die Prothese ermöglicht. Besonders be vorzugt ist es, wenn die laterale Abflachung eben ist oder einen Mindestkrümmungsradius von dem Doppelten des Abstands von der anterioren zur posterioren Seite des Tragkörpers be trägt. Die anschließende Verrundung sorgt für einen harmoni schen und stufen- sowie kantenfreien Übergang nach anterior bzw. posterior, wodurch die Gefahr eines Ablösens des ange wachsenen Weichteilgewebes, insbesondere Muskels, in diesem kritischen Bereich vermieden wird. Hierbei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Verrundung einen Krümmungsradius auf weist, der höchstens einem Viertel des Abstands von der fron talen zur posterioren Seite des Tragkörpers beträgt.
Im Sinne einer umfassenderen Einbindung in umliegendes Weich teilgewebe ist es weiter von Vorteil, wenn die poröse Gestal tung sich zusätzlich auf eine Oberseite des Tragkörpers er streckt, aber weiterhin ausschließlich in einem lateralen Be reich. Mit der Erstreckung auf die Oberseite wird eine physio logisch und anatomische günstige Anwachsmöglichkeit für den Muskel, insbesondere des Gluteus medius, geschaffen. Damit wird eine Fokussierung der Anwachsfläche für das umgebende Weichteilgewebe, insbesondere Muskel, auf genau diesen höheren Bereich erreicht. Dies ist, wie bereits erwähnt, physiologisch und anatomisch günstig, und dieser Vorteil kann so für eine effizientere Einbindung der erfindungsgemäßen Prothese an das umgebende Weichteilgewebe, insbesondere Muskel, genutzt wer den. Zweckmäßig ist es alternativ oder zusätzlich auch, wenn ein unterer Bereich des Endstücks, insbesondere von dessen Tragkörper, frei bleibt von der porösen Gestaltung. Ein An wachsen von Weich-teilgewebe in diesem Bereich kann so verhin dert bzw. vermindert werden, was insbesondere das Anwachsen von unerwünschtem Bindegewebe hemmt. In particular in the case of the half-shell-like extension, but also in other cases, a rounding with a lateral flattening is expediently provided at the transition between the lateral side to the frontal side and / or to the posterior side. With such a flattening on the latera len side, a wider and relatively flat contact and growth surface for the surrounding soft tissue, in particular muscles, can be created. This favors growth over a larger area, which enables better and more robust power transmission from the muscle to the prosthesis. It is particularly preferred if the lateral flattening is flat or has a minimum radius of curvature of twice the distance from the anterior to the posterior side of the support body. The subsequent rounding ensures a harmonious, stepless and edge-free transition to the anterior or posterior, which avoids the risk of the soft tissue that has grown, in particular muscle, becoming detached in this critical area. It is particularly useful if the rounding has a radius of curvature that is at most a quarter of the distance from the frontal to the posterior side of the support body. In terms of a more comprehensive integration into the surrounding soft part tissue, it is also advantageous if the porous Gestal device also extends on an upper side of the support body, but continues to be rich only in a lateral area. With the extension to the top, a physio logically and anatomically favorable growth possibility for the muscle, in particular the gluteus medius, is created. This achieves a focusing of the growth area for the surrounding soft tissue, in particular muscle, on precisely this higher area. As already mentioned, this is physiologically and anatomically favorable, and this advantage can thus be used for more efficient integration of the prosthesis according to the invention into the surrounding soft tissue, in particular muscle. Alternatively or additionally, it is also expedient if a lower region of the end piece, in particular of its support body, remains free of the porous design. A growth of soft tissue in this area can thus be prevented or reduced, which in particular inhibits the growth of undesired connective tissue.
Es soll aber nicht ausgeschlossen sein, dass zusätzlich im la teralen Bereich eine Mehrzahl von parallel nebeneinander ange ordneten Durchgangslöchern vorgesehen ist, die sich von der frontalen zur posterioren Seite des Tragkörpers erstrecken. Damit kann zur weiteren Verstärkung der Befestigungssicherheit auf tradierte Befestigungstechniken zurückgegriffen werden. Zweckmäßig ist hierbei, wenn die Durchgangslöcher im Bereich mit der porösen Gestaltung münden, und ihre jeweiligen Mündun gen mit einer geschlossenen Umrandung versehen sind, die ih rerseits vorzugsweise vollständig von der porösen Gestaltung umgeben sind. Damit ergibt sich zum einen ein einheitlicher Ort zur Lasteinbringung, nämlich im Bereich der porösen Ge staltung, und zwar auch in Bezug auf die Durchgangslöcher. So mit bleibt alles konzentriert an einem Platz mit vergleichba ren Kraftverhältnissen.
Mit Vorteil ist der Tragkörper an seinem unteren Ende verjüngt und die poröse Gestaltung erstreckt sich bis zum verjüngten Bereich. Dies bedeutet anders ausgedrückt, dass die poröse Ge staltung im Bereich des Übergangs zur Verjüngung endet. Der Anwachsort wird so auf den oberen Bereich des Tragkörpers be schränkt, was ein Vorteil im Hinblick auf die Biomechanik und deren Hebelverhältnisse liefert. However, it should not be ruled out that a plurality of through holes arranged parallel to one another and extending from the frontal to the posterior side of the support body are additionally provided in the lateral area. This means that traditional fastening techniques can be used to further strengthen the fastening security. It is useful here if the through holes open out in the area with the porous design, and their respective mouths are provided with a closed border, which in turn is preferably completely surrounded by the porous design. On the one hand, this results in a uniform location for the introduction of loads, namely in the area of the porous design, specifically also in relation to the through holes. So everything stays concentrated in one place with comparable power ratios. The supporting body is advantageously tapered at its lower end and the porous design extends as far as the tapered area. In other words, this means that the porous design ends in the area of the transition to the taper. The attachment site is limited to the upper area of the support body, which provides an advantage with regard to the biomechanics and their leverage.
Bei einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist die er findungsgemäße Endoprothese so ausgeführt, dass sie einem Pro thesensystem angehört, das Modularkomponenten umfasst, insbe sondere auch Austauschzwischenstücke und/oder Austauschend stücke. Hierbei sind die Modularkomponenten mittels überein stimmender Verbindungen, insbesondere Steckverbindungen und Drehsicherungen, verbindbar. Dies ermöglicht eine Einbindung der erfindungsgemäßen Endoprothese in bereits vorhandene Pro thesensysteme, womit die Vorteile des bekannten Prothesensys tems mit den vorteilhaften Wirkungen der Erfindung verknüpft werden. In a particularly expedient embodiment, the endoprosthesis according to the invention is designed so that it belongs to a prosthesis system that includes modular components, in particular also special interchangeable pieces and / or end pieces. Here, the modular components can be connected by means of matching connections, in particular plug connections and anti-rotation locks. This enables the endoprosthesis according to the invention to be integrated into existing Pro thesesystems, whereby the advantages of the known prosthesis system are linked with the advantageous effects of the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beige fügte Zeichnung beispielhaft anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention is explained in more detail below with reference to the attached drawings using an exemplary embodiment. Show it:
Fig. 1 eine Ansicht einer modularen Femurprothese für eine femorale Komponente einer proximalen Hüftgelenken doprothese mit einem Endstück gemäß einem Ausfüh- rungsbeispiel; 1 shows a view of a modular femoral prosthesis for a femoral component of a proximal hip joint with an end piece according to an exemplary embodiment;
Fig. 2 eine Ansicht einer totalen Femurprothese; Fig. 2 is a view of a total femoral prosthesis;
Fig. 3a,b eine frontale sowie eine perspektivische Ansicht des Endstücks gemäß dem Ausführungsbeispiel; 3a, b show a frontal and a perspective view of the end piece according to the exemplary embodiment;
Fig. 4 schematische Darstellung benachbarter Elementarzel- len einer porösen Gestaltung; und
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines Austauschzwi schenstücks. 4 shows a schematic representation of adjacent unit cells of a porous design; and Fig. 5 is a perspective view of a replacement inter mediate piece.
Eine modulare Endoprothese gemäß dem in den Figuren darge stellten Ausführungsbeispiel ist als modulare femorale Kompo nente einer Hüftgelenkendoprothese ausgeführt zur Implantation an einem Femur 9. Sie umfasst als wesentliche Komponenten ein Schaftteil 1, ein Zwischenstück 2 sowie ein Endstück 3. Die einzelnen Komponenten 1, 2, 3 sind beispielsweise über Steck verbindungen 5 miteinander drehfest verbunden. A modular endoprosthesis according to the exemplary embodiment shown in the figures is designed as a modular femoral component of a hip joint endoprosthesis for implantation on a femur 9. As essential components, it comprises a shaft part 1, an intermediate piece 2 and an end piece 3. The individual components 1, 2 , 3 are connected to one another in a rotationally fixed manner, for example via plug connections 5.
Der Schaftteil 1 umfasst ein im unteren Abschnitt konusartig zulaufenden Verankerungsbereich 11 mit mehreren in Längsrich tung des Schaftteils 1 verlaufenden Verankerungsrippen 13. Der Verankerungsbereich 11 ist dazu ausgebildet, um in einer Kno chenhöhlung (intramedullärer Kanal) 91 des Femurs 9 implan tiert zu werden. The shaft part 1 comprises a tapering anchoring area 11 in the lower section with several anchoring ribs 13 running in the longitudinal direction of the shaft part 1. The anchoring area 11 is designed to be implanted in a bone cavity (intramedullary canal) 91 of the femur 9.
Weiter umfasst der Schaftteil 1 in seinem oberen Bereich ein einen größeren Querschnitt aufweisenden Kupplungsteil 12. Die ses weist einen zylindrischen Mantel auf und ist über eine Ko nus-Steckverbindung (in Figur 1 nicht sichtbar) mittels eines männlichen Teils und einem am benachbarten Zwischenstück 2 an geordneten weiblichen Teils mit dem Zwischenstück 2 verbunden. Das Zwischenstück 2 wiederum ist entsprechend über eine weite re Konus-Steckverbindung 5 mit dem Endstück 3 verbunden. The upper part of the shaft part 1 also includes a coupling part 12 with a larger cross-section. This has a cylindrical jacket and is connected via a conical plug connection (not visible in FIG. 1) by means of a male part and an adjacent intermediate piece 2 ordered female part connected to the intermediate piece 2. The intermediate piece 2 in turn is correspondingly connected to the end piece 3 via a wider re cone plug connection 5.
Das Endstück 3 ist in zwei Bereiche untergliedert: es umfasst zum einen als Hauptbestandteil einen Tragkörper 31 mit einem weiblichen Konus als Teil der Steckverbindung 5 zum Zwischen stück 2 und einem Halsteil 32, der einen als Konusstumpf aus geformten Haltezapfen 33 umfasst zur Aufnahme einer Gelenkku gel 34 als Teil einer Gelenkeinrichtung eines künstlichen Hüftgelenks, wobei die Gelenkkugel 34 im implantierten Zustand in einer Pfanne einer acetabulären Komponente (nicht darge-
stellt) des künstlichen Hüftgelenks schwenkbeweglich gelagert ist. Der Haltezapfen 33 des Halsteils 32 ist an einer medialen Seite 36 des Endstücks 3 angeordnet; ihr gegenüber liegt die laterale Seite 38 des Endstücks 3, die jeweils verbunden sind über eine anteriore Seite 35 bzw. eine rückwärtige (posterio re) Seite 37. Der Abstand zwischen anteriorer Seite 35 und posteriorer Seite 37 bestimmt die Dicke d des Tragkörpers 31. Zum anderen weist das Endstück 3 als weiteren Hauptbestandteil eine poröse Gestaltung 6 seiner Oberfläche auf, die in einem oberen Bereich des Tragkörpers 31 lateralseitig, und nur dort, vorgesehen ist. Diese wird später noch näher erläutert werden. The end piece 3 is subdivided into two areas: on the one hand, it comprises, as the main component, a support body 31 with a female cone as part of the plug connection 5 to the intermediate piece 2 and a neck part 32 which comprises a retaining pin 33 formed as a cone stump for receiving a joint ball 34 as part of a joint device of an artificial hip joint, the joint ball 34 in the implanted state in a socket of an acetabular component (not shown) represents) of the artificial hip joint is pivotably mounted. The retaining pin 33 of the neck part 32 is arranged on a medial side 36 of the end piece 3; Opposite it is the lateral side 38 of the end piece 3, which are each connected via an anterior side 35 and a rear (posterio re) side 37. The distance between the anterior side 35 and the posterior side 37 determines the thickness d of the support body 31 On the other hand, the end piece 3 has, as a further main component, a porous design 6 of its surface, which is provided in an upper region of the support body 31 on the lateral side, and only there. This will be explained in more detail later.
Weitere Komponenten der modularen Endoprothese sind in Figur 2 dargestellt. Man erkennt das Endstück 3*, welches dem Endstück 3 entspricht, jedoch im Unterschied zu diesem keine lateral seitige poröse Gestaltung 6 aufweist, sondern rundumlaufend eine anders gestaltete, nämlich geschlossene und glatte Ober fläche 6' aufweist. In dieses Endstück 3* eingesteckt ist wie derum das Zwischenstück 2. Im Unterschied zu der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform ist jedoch das Schaftteil 1* nicht zur Verankerung in dem intramedullären Kanal 91 des Fe murs 9 vorgesehen, sondern ersetzt stattdessen den natürlichen Femur 9 komplett, nämlich durch ein langes Schaftteil, welches aus mehreren verschieden langen Zwischenstücken 2' und 2" zu sammengesetzt ist. An dem gegenüberliegenden unteren Ende des Schaftteils 1* ist ein Kondylenstück 10 als unteres Endstück angeordnet. Dieses bildet die Form und Funktion der Kondylen des natürlichen Kniegelenks nach und bildet somit den femora- len Teil eines künstlichen Kniegelenks. Es versteht sich, dass die modularen Komponenten, wie sie in den beiden Figuren 1 und 2 dargestellt sind, nach Wahl miteinander kombiniert bzw. aus getauscht werden können. Auf diese Weise ist es ermöglicht, die modulare Endoprothese an die jeweiligen anatomischen Ver hältnisse und Knochen- bzw. Gelenkdefekte des Patienten anzu- passen.
Zur näheren Erläuterung des Endstücks 3 und seiner porösen Oberflächengestaltung 6 wird nunmehr insbesondere Bezug genom men auf Figur 3a und b. Man erkennt auf der lateralen Seite 38 im oberen Bereich, dass dort die Oberfläche des Tragkörpers 31 mit der porösen Oberflächengestaltung 6 versehen ist. Hierbei erstreckt sich die poröse Oberflächengestaltung 6 von der La teralseite 38 auch nach anterior und nach posterior. Somit er streckt sich die poröse Oberflächengestaltung 6 halbschalenar tig auch über den Übergang zur anterioren Seite 35 und zur posterioren Seite 37. Bezogen auf eine Mittelachse 30 des End stücks 3 erstreckt sich somit die poröse Gestaltung 6 über einen Umfangswinkel von etwa 160°; auf den genauen Wert kommt es nicht so sehr an, als vielmehr darauf, dass die porö se Gestaltung 6 nicht rundum läuft, also der Winkel deutlich kleiner als 360° ist, vorzugsweise höchstens 200° oder sogar maximal 180° beträgt. In dem übrigen Winkelbereich ist die Oberfläche 6' anders gestaltet, nämlich geschlossen und glatt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel. Further components of the modular endoprosthesis are shown in FIG. One recognizes the end piece 3 *, which corresponds to the end piece 3, but in contrast to this does not have a laterally-sided porous design 6, but has a differently designed, namely closed and smooth upper surface 6 'all around. In this end piece 3 *, the intermediate piece 2 is again inserted. In contrast to the embodiment shown in Figure 1, however, the shaft part 1 * is not intended for anchoring in the intramedullary canal 91 of the femur 9, but instead completely replaces the natural femur 9 namely by a long shaft part, which is composed of several intermediate pieces 2 'and 2 "of different lengths. At the opposite lower end of the shaft part 1 *, a condyle piece 10 is arranged as a lower end piece. This forms the shape and function of the condyles of the natural It goes without saying that the modular components, as shown in both FIGS. 1 and 2, can be combined with one another or exchanged as desired it enables the modular endoprosthesis to be adapted to the respective anatomical conditions and bone or joint de to adapt the patient's effects. For a more detailed explanation of the end piece 3 and its porous surface design 6, reference is now made in particular to FIGS. 3a and b. It can be seen on the lateral side 38 in the upper area that the surface of the support body 31 is provided there with the porous surface design 6. Here, the porous surface design 6 extends from the La teralseite 38 also to the anterior and posterior. Thus, he extends the porous surface design 6 half-shell type also over the transition to the anterior side 35 and the posterior side 37. With respect to a central axis 30 of the end piece 3, the porous design 6 extends over a circumferential angle of about 160 °; The exact value is not so important as the fact that the porous design 6 does not run all around, that is to say that the angle is significantly smaller than 360 °, preferably at most 200 ° or even at most 180 °. In the remaining angular range, the surface 6 'is designed differently, namely closed and smooth in the illustrated embodiment.
Die poröse Gestaltung 6 befindet sich etwa in der oberen Hälf te des Tragkörpers 31 des Endstücks 3. Die poröse Gestaltung 6 bildet eine definierte Anfangsstelle für Weichteilgewebe, und zwar konkret zum Anwachsen des Gluteus medius (nicht darge stellt). Dank der porösen Gestaltung 6 kann der Muskel genau an der durch die poröse Gestaltung 6 markierten Fläche anwach- sen, und nicht in anderen Bereichen. Auf diese Weise wird eine genau definierte Anbindung des Muskels an die modulare Endo prothese erreicht. Ein Anwachsen an unerwünschter Stelle wird damit wirksam verhindert. The porous design 6 is located approximately in the upper Hälf te of the support body 31 of the end piece 3. The porous design 6 forms a defined starting point for soft tissue, specifically for the growth of the gluteus medius (not shown). Thanks to the porous design 6, the muscle can grow precisely on the area marked by the porous design 6 and not in other areas. In this way, a precisely defined connection of the muscle to the modular endoprosthesis is achieved. This effectively prevents growth in an undesired location.
Ein beispielhafter Aufbau der porösen Gestaltung 6 ist in Fi gur 4 schematisch wiedergegeben. Die poröse Gestaltung 6 ist in diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet als eine offenzeili ge poröse Gitterstruktur. Diese ist gebildet durch eine mit tels additiven Verfahrens (3D-Druck), bspw. EBM, hergestellte
Struktur umfassend eine Vielzahl von regelmäßig angeordneten Elementarzellen 4. Diese sind in dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel dadurch gebildet, dass die Elementarzellen 4 je weils einen Innenraum 40 und eine Mehrzahl von miteinander verbundenen Stegen 41, 42, 43, 44 aufweisen. Damit wird eine offenzeilige Struktur geschaffen, die zum einen eine gute Durchdringung gewährleistet dank zahlreicher miteinander ver bundener Hohlräume 40 und die zum anderen dank vieler vorhan dener Hinterschnitte für eine solide und robuste Befestigung sorgt, was insbesondere bei der Anbindung von kraftübertragen dem Muskelgewebe von erheblichem Vorteil ist. Ferner kann die poröse Gitterstruktur 6 mit einer wachstumsfördernden Be schichtung 45 versehen sein. Zweckmäßigerweise ist diese auch in den einzelnen Elementarzellen 4 angeordnet, nämlich auf den diversen Stegen 41, 42, 43, 44, und zwar auch in der Tiefe der offenzeiligen porösen Gestaltung 6. Damit wird das Einwachs verhalten weiter begünstigt und ermöglicht so eine schnelle und zuverlässige Remobilisierung des Patienten. An exemplary structure of the porous design 6 is shown schematically in Fi gur 4. In this exemplary embodiment, the porous design 6 is designed as an open-line porous lattice structure. This is formed by an additive process (3D printing), e.g. EBM Structure comprising a plurality of regularly arranged unit cells 4. In the exemplary embodiment shown, these are formed in that the unit cells 4 each have an interior space 40 and a plurality of interconnected webs 41, 42, 43, 44. This creates an open-line structure which, on the one hand, ensures good penetration thanks to numerous interconnected cavities 40 and, on the other hand, ensures a solid and robust attachment thanks to many existing undercuts, which is of considerable advantage, especially when connecting force-transmitting muscle tissue is. Furthermore, the porous lattice structure 6 can be provided with a growth-promoting coating 45. Expediently, this is also arranged in the individual unit cells 4, namely on the various webs 41, 42, 43, 44, and indeed also in the depth of the open-line porous design 6. This further promotes the ingrowth behavior and thus enables rapid and reliable Remobilization of the patient.
Wie man in Figuren 3a) und b) weiter erkennt, erstreckt sich die poröse Gestaltung 6 ferner vorzugsweise zusätzlich teil weise auf die Oberseite des Tragkörpers 31, aber weiterhin ausschließlich in dem lateralen Bereich der Oberseite. Ein un terer Bereich des Tragkörpers 31, vorzugsweise das untere Drittel, in dem sich der Tragkörper 31 hinsichtlich seiner Weite verjüngt, bleibt hingegen vorzugsweise rundum komplett frei von der porösen Gestaltung 6. As can also be seen in FIGS. 3a) and b), the porous design 6 also preferably extends partially in addition to the upper side of the support body 31, but still exclusively in the lateral area of the upper side. A lower region of the support body 31, preferably the lower third, in which the support body 31 tapers in terms of its width, on the other hand, preferably remains completely free of the porous design 6 all around.
Zur weiteren Verbesserung des Einwachsverhaltens ist vorzugs weise auf der Lateralseite 38 eine Abflachung 39 vorgesehen (siehe den durch die fette Strichelung in Figur 3b) hervorge hobenen Bereich). Damit wird dort eine ebenere Struktur ge schaffen, die besonders günstige Verhältnisse für ein flächen mäßig breites Anwachsen des Muskelgewebes bietet. Hierbei wird unter „eben" keine oder nur eine geringe Krümmung verstanden,
deren Krümmungsradius R mindestens dem, vorzugsweise doppel ten, Abstand d von der anterioren zur posterioren Seite des Tragkörpers 31 beträgt. Im Gegenzug dazu ist der im Bereich des Übergangs von der lateralen Abflachung 39 zu der frontalen bzw. zu der posterioren Seite stärker verrundet ausgeführt, und weist einen Krümmungsradius r auf, der höchstens die Hälf te des Abstands d oder weniger, insbesondere weniger als ein Viertel des Abstands d, beträgt. To further improve the ingrowth behavior, a flattening 39 is preferably provided on the lateral side 38 (see the area highlighted by the bold dashed lines in FIG. 3b)). This creates a more even structure there, which offers particularly favorable conditions for the muscle tissue to grow over a broad area. Here, "flat" is understood to mean no or only a slight curvature, whose radius of curvature R is at least the, preferably double, distance d from the anterior to the posterior side of the support body 31. In contrast to this, in the area of the transition from the lateral flattening 39 to the frontal or to the posterior side is made more rounded, and has a radius of curvature r that is at most half the distance d or less, in particular less than a quarter of the distance d.
Ferner können im lateralen Bereich des Tragkörpers 31 quer zur Mittelachse 30 ein oder mehrere sich erstreckende Durchgangs löcher 8 angeordnet sein, die im Bereich der porösen Gestal tung 6 münden. Hier sind ihre jeweiligen Mündungen 80 umgeben von einer Umrandung 81, welche die jeweilige Mündung 80 hofar tig umgeben. In diesem Bereich ist die Oberfläche geschlossen ausgeführt also nicht porös. Furthermore, one or more extending through holes 8 can be arranged transversely to the central axis 30 in the lateral region of the support body 31, which open device 6 in the region of the porous Gestal. Here, their respective mouths 80 are surrounded by a border 81 which surrounds the respective mouth 80 like a hofar. In this area, the surface is designed to be closed, so it is not porous.
Ein weiteres zweckmäßiges Ergänzungsteil für die modulare En doprothese ist in Figur 5 dargestellt. Es zeigt ein Austausch- Zwischenstück 2*. Es ist im Wesentlichen so gestaltet wie das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Zwischenstück 2 und weist wie dieses eine Konus-Steckverbindung 5 auf. Im Unterschied zu dem Zwischenstück 2 ist jedoch das Austauschzwischenstück 2* an seiner Oberfläche ebenfalls mit einer porösen Gestaltung 6 versehen. Diese ist entsprechend zu der porösen Gestaltung 6 aufgebaut, bedeckt jedoch die Mantelfläche des Austauschzwi schenstücks 2* vollumlaufend. Damit steht ein Austauschstück für die modulare Endoprothese zur Verfügung, das je nach Be darf dort eingesetzt werden kann, wo die medizinische Indika tion günstige Verhältnisse zum Anwachsen von Weichteilgewebe fordert. Der Anwendungsbereich der modularen Endoprothese er weitert sich dadurch.
Another useful supplement for the modular endoprosthesis is shown in FIG. It shows an interchangeable adapter 2 *. It is essentially designed like the intermediate piece 2 shown in FIGS. 1 and 2 and, like this, has a conical plug connection 5. In contrast to the intermediate piece 2, however, the interchangeable intermediate piece 2 * is also provided with a porous design 6 on its surface. This is constructed in accordance with the porous design 6, but covers the outer surface of the interchangeable piece 2 * completely circumferentially. This provides an exchange piece for the modular endoprosthesis that can be used wherever the medical indication calls for favorable conditions for the growth of soft tissue. The area of application of the modular endoprosthesis expands as a result.