Endoprothese für ein Hüftgelenk

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Endoprothese für ein Hüftgelenk sowie wie ein Verfahren zum Implantieren einer Endoprothese.

Wahrend der Einsatz von konventioneller Endoprothetik beim alteren Patienten gute Ergebnisse zeigt, bleibt die Versorgung von jungen Patienten wegen der deutlich schlechteren Prognose problematisch. Insbesondere der Knochenverlust zum Zeitpunkt einer Revision rechtfertigt die Suche nach Implantaten mit besserem Knochenerhalt über die Implantationsdauer der Primarprothese . Die Analyse der aseptischen Lockerungen zeigt, dass die physiologische Anpassungsreaktion des Knochens auf eine unphysiologisch Lasteinleitung meist die primäre Ursache für Umordnung der Knochenstruktur und gegebenenfalls für einen Knochenschwund darstellt. Seit 1991 werden Femurprothesen verwendet, die aufgrund der meta- oder epiphysaren Lasteinleitung ein Stress-Shielding vermeiden sollen. Der Ersatz des Hüftgelenkes durch eine Endoprothese hat sich zu einem ungemein erfolgreichen Verfahren in der Orthopädie entwickelt. Derzeitige Techniken und Implantate ermöglichen den meist alteren Patienten eine ausreichende Funktionsdauer für die verbleibende Lebensspanne, so dass als Regel gelten kann, dass bei über 65-Jahrigen nur etwa 5% noch einer Revision bedürfen. Der subjektive Erfolg des Gelenkersatzes ist ebenfalls meist gut, wenn auch nicht immer ausreichend. Die Ergebnisbewertung anhand von Punktesystemen zeigt

gelegentlich eine nicht vollständige Rehabilitation, etwa in Form von früher Ermüdung beim Gehen, von Anlauf- oder Belastungsschmerzen oder einem nicht wieder vollständig normalisierten Gangbild. Die Restbeschwerden sind meist allerdings gering und der Gewinn gegenüber dem vorherigen Zustand ist überzeugend. Mit der Operation wird der Zustand wesentlich gebessert, der Patient aber nicht geheilt. Mit der Linderung der früheren Beschwerden bleibt der Patient für den Rest seines Lebens Patient, denn die Statistiken zeigen, dass mit zunehmender Zeit die Lockerungsrate ansteigt, bei alteren Patienten langsamer, bei jüngeren Patienten allerdings dramatisch rascher. In der viel zitierten "Schwedenstudie" werden für Patienten, die zum Zeitpunkt der Operation junger als 55 Jahre alt waren, Revisionshaufigkeiten bis zu 30% innerhalb der ersten 10 Jahre genannt. Zementfreie Implantate haben die Prognose nicht wesentlich bessern können. Für die jungen Patienten erscheinen daher die bisherigen Konzepte nicht ausreichend. Zusatzlich erfahren wir eine Zunahme der Lebenserwartung und einen Anstieg des Anteils alterer Menschen in der Bevölkerung {demographische Verschiebung der Alterspyramide) . Mobilität und Selbständigkeit im Alter gewinnen zunehmend an Bedeutung. Die Suche nach neuen Konzepten vor allem für unter 65-jahrige, aber auch für altere Patienten mit noch langer Lebenserwartung erscheint damit ausreichend begründet. Die Analyse nach Ursachen der Versagensfalle in der genannten "Schwedenstudie" nennt die aseptische Lockerung mit über 75% an erster Stelle, Polyethylenabrieb erscheint erst auf Platz acht der Liste. Auch wenn zum Zeitpunkt der Revision oft multiple

Veränderungen an den Implantaten und den knöchernen Strukturen des Implantatlagers gefunden werden, lohnt sich doch die Frage, weshalb es trotz der ausgefeilten Operationstechniken, der optimierten Implantatgrössen und der Güte der verwendeten Materialien zu einer aseptischen Lockerung kommen kann und welche primäre Ursache für das Scheitern der dauerhaften Integration verantwortlich ist. Da zementfreie Schaftprothesen die Prognose nicht wesentlich verbessern, erscheint die sog. Partikelkrankheit durch Abriebprodukte weder als primäre noch als alleinige Ursache der Lockerung für wahrscheinlich. Verfügt man über regelmässige Röntgenkontrollen des Gelenkes (wie es in den sog. Prothesenpässen vorgeschrieben wird), sind vor der klinisch apparenten Lockerung charakteristische änderungen erkennbar. Von grösster Bedeutung sind die natürlichen Reaktionsweisen des Knochens auf die veränderten mechanischen Bedingungen. In der Entwicklung der Endoprothetik am proximalen Femur ging aus technischen und biologischen Gründen die Entwicklung vom Knorpelersatz ( "Resurfacing" ) zum proximalen Femurersatz mit Verankerung eines Prothesenstieles in der Femurdiaphyse . Ist es im Bereich der Mechanik durchaus praktikabel bei Zerstörung von Verbindungen die Gelenke tragender Strukturen durch "Anschlusstücke" zu ersetzen, kann dies hingegen im Bereich der knöchernen Strukturen zu Problemen führen. Knochen reagiert als lebendes Gewebe auf gesteigerte Druckbelastung mit Hypertrophie, auf Entlastung mit Atrophie. So folgt den geänderten Belastungsformen nach Einsetzen einer Hüftprothese sehr oft eine Strukturanpassung mit für die Prothetik ungünstigen Folgen: In den druckentlasteten

Abschnitten wird der Knochen entsprechend dem Wolffschen Gesetz atrophieren, in den Zonen des Lastüberganges von der Prothese auf den Knochen können Anpassungshypertrophien beobachtet werden. Es hat sich gezeigt, dass Femurschaftprothesen eine unphysiologische Krafteinleitung aufweisen. Dies kann zu Knochenumbau- und -abbauvorgängen führen, was schliesslich in der oben beschriebenen Prothesenlockerung endet, notwendigerweise verbunden mit einer Revisionsoperation. Zudem weisen alle die aus dem Stand der Technik bekannten Systeme eine relativ weit lateral gelegene Resektionsebene auf und opfern einen grossen Teil des Schenkelhalses.

Systeme, welche versuchen möglichst wenig Schenkelhalsknochen zu opfern, verwenden zur Fixation meistens sogenannte Zugschrauben, welche die Zugkräfte über eine Druckscheibe auf die laterale Seite der Femurkortikalis übertragen. Auch dies entspricht nicht einer physiologischen Krafteinleitung.

Systeme welche effektiv den Schenkelhals bewahren und nicht einfach gekürzte Standardprothesen darstellen sind äusserst selten. Hierzu schlägt beispielsweise die DE 10 2004 038 281 vor, einen Schaft zu verwenden, welcher im proximalen Bereich im Querschnitt die Form eines Polygons aufweist, und wobei die dorsale Fläche und die mediale Fläche gegeneinander eine Keilform als Klemmflächen bilden. Wohl wird durch diesen Vorschlag der Schenkelhals weitgehendst bewahrt, doch bietet diese Prothese gegenüber Rotationskräften wenig Widerstand bzw. die Primärstabilität ist ungenügend. Um den aufgelegten Rotationskräften

entgegen zu wirken, werden oft grossflächige, häufig mit Rippen versehene Schäfte vorgeschlagen, wie beispielsweise in der DE 25 17 702. Wohl bewahren die mit Rippen versehenen Schäfte die äussere Kortikalis des Schenkelhalses, opfern aber trotzdem einen grossen Teil der kraftübertragenden Trabekelstruktur .

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine physiologische Krafteinleitung im proximalen Femur zu erzielen. Dies soll durch ein Design eines Implantates erreicht werden, welches erlaubt das Implantat im Bereich der kraftübertragenden Trabekelstruktur zu implantieren. Dabei soll so wenig Knochen am proximalen Schenkelhals wie möglich geopfert werden. Zudem soll, um eine maximale Stabilität gegenüber den auftretenden Rotationskräften zu erreichen, ein Design gefunden werden, welches bei minimalem Platzbedarf ein Maximum an Festigkeit und Rotationsstabilität bietet, wobei die Lasten physiologisch richtig cranial und caudal übertragen werden.

Schliesslich soll das Design die Durchblutung im Schenkelhals erhalten, so dass der Knochen weiterhin vital bleibt und so einem Knochenschwund entgegengewirkt wird.

Erfindungsgemäss wird entsprechend eine Endoprothese für ein Hüftgelenk gemäss dem Wortlaut, insbesondere nach Anspruch 1, vorgeschlagen. Vorgeschlagen wird, dass die Endoprothese einen Schaft zur Fixierung der Prothese im Oberschenkelhals aufweist, welcher auf seiner Oberfläche mindestens eine in Schaftlängsrichtung verlaufende Nut oder Einkerbung aufweist .

Gemass einer Ausfuhrungsvariante wird vorgeschlagen mindestens zwei Nuten oder Einkerbungen vorzusehen, wobei diese mindestens im proximalen Bereich verlaufen, welcher vorgesehen ist, um im Schenkelhalsbereich bzw. proximalen Femur angeordnet zu werden.

Gemass einer Ausfuhrungsvariante handelt es sich um ein modulares Femurhalsimplantat , welches zementfrei im proximalen Femur, genauer im Schenkelhals, implantiert wird. Durch die spezielle Gestaltung des Querschnittes, welcher gemass einer Ausfuhrungsvariante I- oder doppel-T- ahnlich ausgebildet ist, wird eine optimale Festigkeit verbunden mit einer hohen Rotationsstabilitat und einem Maximum an Knochenschonung erreicht. Durch die beispielsweise je seitlich in Schaftrichtung verlaufenden Nuten oder Einkerbungen bleiben genügend Freiraume um das Implantat erhalten, um der Trabekelstruktur eine ausreichende Blutversorgung zu gewährleisten.

Das erfindungsgemass vorgeschlagene Femurimplantat ermöglich aufgrund seiner speziellen Formgebung und aufgrund moderner Implantationstechnik eine maximale

Knochenschonung unter Beibehaltung der Vaskularisation des Schenkelhalses kombiniert mit einer optimierten Krafteinleitung sowie einer ausreichenden Festigkeit und Rotationsstabilitat. Um die Knochenintegration zu erhohen wird weiter erfindungsgemass vorgeschlagen im proximalen Bereich den Schaft mit einer Plasma-Titanschicht oder einer Kalziumphosphatschicht zu versehen. Dadurch kann die knöcherne Integration ermöglicht werden.

Dabei betragt der proximale Anteil an der gesamten Schaftlange mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 1/3, maximal 2/3.

Im distalen Bereich, beispielsweise 1/10 bis 1/3 der Schaftlange ist der Schaft beispielsweise poliert ausgebildet, anodisiert oder Dotize-beschichtet um ein knöchernes Anwachsen im Oberschenkelknochen zu unterbinden, was zusatzlich eine bessere Einfuhrbarkeit beim Implantieren gewahrleistet. Ferner wird eine Lastubertragung distal vorzugsweise vermieden.

Gemass einer weiteren Ausfuhrungsvariante ist die Nut oder Einkerbtiefe in distaler Richtung gegen Schaftende hin abnehmend ausgebildet bzw. ist die distale Spitze des Schaftes ausgedünnt geformt. Der I-ahnliche oder doppel-T- ahnliche Querschnitt lauft gegen distal in einem rund, ovalar oder rechteckig oder in der Form einer "8" gestalteten Querschnitt aus.

Das erfindungsgemass vorgeschlagene Implantat kann zudem im übergang vom Hals zum Schaft des Implantates einen Kragen aufweisen. Dieser Kragen, welcher auf einem entsprechenden Adapterbereich der Endoprothese aufgesetzt ist, kann entweder dazu dienen, einen Teil der Kraftübertragung auf den kortikalen Knochen zu übernehmen oder lediglich als Schutzschild gegen allfallige Abriebpartikel aus der Gleitpaarung .

Der Kragen ist vorzugsweise gegenüber der Langsachse des Schenkelhalses lateral abgekippt ausgebildet, insbesondere falls der Kragen auf der Resektionsebene liegend ausgebildet ist.

Als Werkstoff für das Implantat kommen Titan (eventuell beschichtet), Titanlegierungen (eventuell beschichtet) Kobaltchromlegierungen (eventuell beschichtet), rostfreie Stahle (eventuell beschichtet) , Polymere wie insbesondere PEEK (eventuell beschichtet) CF/PEEK (eventuell beschichtet) in Frage.

Die Beschichtung besteht entweder aus Titan oder kombinierten Titan-Hydroxylapatit-Schichten oder anderen Kalziumphosphat-Verbindungen welche durch Plasma, Vakuumplasma oder durch chemische oder elektrochemische

Abscheideverfahren oder Sol-Gelbeschichtungen aufgebracht werden .

Die Implantierung des erfmdungsgemass vorgeschlagenen Implantates bzw. der Endoprothese kann sowohl mittels Navigation oder auch ohne Navigation minimal invasiv erfolgen, und zielt darauf ab das Rotationszentrum optimal wieder herzustellen. Ferner wird die natürliche Antetorsion des Femurs übernommen.

Die Implantation erfolgt nach Resektion des Femurkopfes, wobei darauf zu achten ist, dass so viel als möglich vom intakten Schenkelhalsknochen geschont werden kann, mindestens aber die Hälfte der Lange des Schenkelhalses (bis und mit Isthmus).

Die Erfindung wird nun anschliessend beispielsweise und unter Bezug auf die beigefugten Figuren weiter erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 in Perspektive ein erfindungsgemasses Implantat,

Fig. 2 einen Querschnitt durch das Implantat entlang der Linie I-I,

Fig. 3 einen Querschnitt durch das Implantat entlang der Linie H-II,

Fig. 4 einen weiteren Querschnitt durch das Implantat entlang der Linie III-III,

Fig. 5 in Frontdraufsieht entsprechend Pfeilrichtung A aus Figur 1 eine weitere Ausfuhrungsvariante eines erfindungsgemassen Implantates,

Fig. 6 in Frontansicht wiederum eine weitere Ausfuhrungsvariante eines Implantates,

Fig. 7 erneut eine weitere Ausfuhrungsvariante in Frontdraufsieht , und Fig. 8 erneut eine weitere Ausfuhrungsvariante in Frontdraufsieht eines erfindungsgemassen Implantates .

Figur 1 zeigt in Perspektive eine erfindungsgemasse Endoprothese 1 für ein Hüftgelenk. Die Endoprothese bzw. das Implantat 1 besteht primär aus einem Hals oder Adapterbereich 3, vorgesehen für das Anordnen eines Gelenkkopfes sowie einem Schaft 5, vorgesehen um im Femur bzw. Oberschenkelknochen angeordnet zu werden. Die Krümmung des Schaftes ist angepasst an die Anatomie des Oberschenkelknochens bzw. des Ansatzes des

Oberschenkelhalses zum Knochen. Der Schaft 5 umfasst dabei grundsatzlich zwei Partien 15 und 17, wie den proximalen Bereich 15, vorgesehen um im Femurhals bzw. Schenkelhals

angeordnet zu werden, sowie dem distalen Bereich 17, vorgesehen um im eigentlichen Oberschenkelknochen eingefügt zu werden.

Erfindungsgemäss weist der Schaft 5 eine seitliche in Schaftlängsrichtung ausgebildete und entsprechend gebogene Einkerbung oder Nut 7 auf, sowie entsprechend auf der Rückseite und in Figur 1 nicht erkennbar eine Nut oder Einkerbung 9.

Insbesondere in Figur 2, darstellend einen Querschnitt entlang der Linie I-I aus Figur 1, ist der quasi I-förmige Querschnitt deutlich erkennbar, aufweisend die beiden seitlichen Einkerbungen oder Nuten 7 und 9 sowie den mittigen Ansatz 3, vorgesehen für das Anordnung des Gelenkkopfes . In lateraler Richtung des Schaftes weist dieser eine nach aussen hin abgerundete konvexe Oberfläche 6 auf, während die Oberfläche 8 nach innen gerichtet eher weitgehendst geradlinig flächig oder beispielsweise konkav/konvex ausgebildet ist. Dabei handelt es sich selbstverständlich nur um eine mögliche Ausführungsvariante, ebenso können beide Schaftoberflächen eher geradlinig oder eher abgerundet ausgebildet sein, wie später unter Bezug auf Figuren 5 bis 8 näher erläutert.

Wie nun aus den weiteren Figuren 3 und 4, darstellend weitere Querschnitte entlang den Linien II-II bzw. III-III erkennbar, läuft der I-ähnliche Querschnitt gegen distal in einen rund, ovulär oder rechteckig gestalteten Querschnitt aus. Insbesondere in Figur 4 ist ein weitgehendst runder Querschnitt des Schaftes 5 dargestellt.

Selbstverständlich handelt es sich auch bei diesen beiden Querschnitten um eine mögliche Ausführungsvariante, ebenso kann die Nut bzw. Einkerbung bis zum Schaftende hin mehr oder weniger tief ausgestaltet sein. Weiter aus Figur 1 erkennbar ist, dass der Schaft 5 im proximalen Bereich 15 mit einer entsprechenden Schicht, wie beispielsweise einer Plasma-Titan-Schicht oder einer Kalziumphosphat-Schicht, wie beispielsweise Hydroxilapatit versehen ist, um eine knöcherne Integration zu ermöglichen bzw. diese im Bereich des Femurhalses zu optimieren. Demgegenüber ist der Schaft im distalen Bereich 17 weitgehendst poliert ausgebildet, um möglichst einen Knochenkontakt zu unterbinden. Dadurch wird ein knöchernes Anwachses unterbunden, somit wird gewährleistet, dass die Kraftüberstrόmung primär im Bereich des Schenkelhalses erzielt wird und nicht im Bereich des Oberschenkelknochens.

Wie bereits oben erwähnt sind in den Figuren 5 bis 8 weitere mögliche Ausführungsvarianten eines erfindungsgemässen Implantates dargestellt, insbesondere aufweisend unterschiedliche Querschnitte speziell im Bereich des Ansatzes des Adapterbereiches 3, wie beispielsweise in Figur 2 dargestellt. Die weiteren Ausführungsvarianten sind dabei in einer Frontdraufsieht dargestellt, entsprechend Pfeilrichtung A wie angegeben in Figur 1. Figur 5 zeigt einen weitgehendst I-förmigen Querschnitt aufweisend sowohl eine nach aussen hin gerichtete, geradlinige Oberfläche 6, wie auch entsprechend nach unten gerichtete geradlinige Oberfläche 8. Die beiden

seitlichen Einkerbungen bzw. Nuten 7 oder 9 sind in Form von rechteckformigen Kanälen ausgebildet.

Die Ausfuhrungsvariante gemass Figur 6 ist ähnlich derjenigen in Figur 5, mit dem Unterschied, dass die beiden seitlichen Einkerbungen bzw. Nuten 7 oder 9 gegen den I- Schenkel hin eine abgerundete Partie 12 aufweisen.

Figur 7 wiederum unterscheidet sich deutlich von den beiden Varianten dargestellt in den Figuren 5 und 6 dahingehend, indem der flächige Abschluss gegen den Adapter 3 hin eine rückwärts oder nach hinten gerichtete Umbiegung 10 aufweist, welche quasi kragenartig ausgebildet ist.

Die Ausfuhrungsvariante gemass Figur 8 schliesslich weist einen wesentlich grosseren Querschnitt des Adapterbereiches 3 auf, verglichen mit dem Implantat, dargestellt in Figur 7. Zusätzlich verlauft der Schaft 5 gegen das Schaftende 19 hin wesentlich starker verjungend als bei den beiden vorangehenden Implantaten.

Die Ausgestaltung des Implantates richtet sich nach den Anforderung an das Implantat, welche abhangig sind von der Ausgestaltung des Femurs, der Schädigung des Hüftgelenkes, der Alterung des Knochens bzw. der Person, Geschlecht der Person, etc., etc.

Bei den unter Bezug auf die Figuren 1 bis 8 dargestellten Implantaten bzw. Schaftgeometrien handelt es sich selbstverständlich nur um mögliche Beispiele von erfindungsgemassen Implantaten und andere Dimensionierungen und Ausgestaltungen sind möglich. Wesentlich ist, dass der Schaft mindestens eine in Längsrichtung des Schaftes verlaufende Nut bzw. Einkerbung aufweist.