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Patent Searching and Data


Title:
BALL-AND-SOCKET IMPLANT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/126944
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a ball-and-socket implant (1), in particular an acetabular implant, preferably in the shape of a spherical cup shell, said implant having at least one region with a surface structure (2, 7). The at least one region extends between the equator and the pole of the spherical cup shell. The surface structure comprises a plurality of structural elements (6), each of which is formed by a plurality of intersecting ridges (3, 8) with opposite inclinations. The number of structural elements (6) on the equator (5) or on a circle of latitude near the equator is the same as on a circle of latitude near the pole. The ridges (3, 8) have a curvature such that the inclination of the ridges with respect to the circles of latitude, and thus an angle between a tangent of the ridge curvature and a circle of latitude, continuously increases from the equator (5) to the pole (4).

Inventors:
GUGLER CHRISTIAN (CH)
SCHMIDT MARTIN (CH)
MEYENHOFER ANDREAS (CH)
Application Number:
PCT/EP2012/054991
Publication Date:
September 27, 2012
Filing Date:
March 21, 2012
Export Citation:
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Assignee:
JOSSI HOLDING AG (CH)
GUGLER CHRISTIAN (CH)
SCHMIDT MARTIN (CH)
MEYENHOFER ANDREAS (CH)
International Classes:
A61F2/34; A61F2/30
Domestic Patent References:
WO1997039702A11997-10-30
Foreign References:
DE10106863A12002-09-12
GB2268408A1994-01-12
EP2338443A12011-06-29
EP0839016B12002-12-04
DE3535959C11987-04-09
DE2259313A11973-06-07
EP0839016A11998-05-06
DE10106863A12002-09-12
Attorney, Agent or Firm:
PAESOLD, Gunnar et al. (CH)
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Claims:
Ansprüche

Gelenkpfannenimplantat (1), insbesondere Hüftgelenkpfannen¬ implantat in Form einer Kugelkalottenschale mit mindestens einem Bereich zwischen dem Äquator und dem Pol der Kugelkalottenschale mit einer Oberflächenstruktur (2,7), welche eine Vielzahl von Strukturelementen (6) umfasst, welche durch jeweils mehrere, sich überkreuzende Rillen (3,8) mit entgegengesetzter Steigung gebildet sind, wobei die Anzahl der Strukturelemente (6) auf dem Äquator (5) oder auf einem äquatornahen Breitenkreis gleich ist wie auf einem polnahen Breitenkreis, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (3,8) eine Krümmung derart aufweisen, dass die Steigung der Rillen gegenüber den Breitenkreisen und somit ein Winkel zwischen einer Tangente der Rillenkrümmung und einem Breitenkreis vom Äquator zum Pol hin kontinuierlich zunimmt.

Gelenkpfannenimplantat (1) nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass zwei benachbarte Rillen im mindestens einen Bereich mit gleicher Steigungsrichtung über ihre gesamte Länge einen weitgehend konstanten Abstand zueinander auf¬ weisen

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (3,8) im mindes tens einen Bereich vom Äquator (5) zum Pol (4) hin eine konstante Tiefe aufweisen.

Gelenkpfannenimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen einer Tan gente der Rillenkrümmung jeder Rille und einem bestimmten Breitenkreis betragsmässig gleich ist. Gelenkpfannenimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente durch be¬ nachbarte Rillen unterschiedlicher Flankenform, Rillentiefe, Rillenbreite, Rillenabstand und der Rillenzahl konfigu¬ riert sind.

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6) pyramidenförmig oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet sind .

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6) im meridianen Querschnitt in Richtung des Äquators (5) geneigt sind .

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens einen zweiten Bereich mit einer Oberflächenstruktur aufweist, wobei vorzugsweise die Oberflächenstrukturen in den entsprechenden Bereichen unterschiedliche Konfigurationen aufweisen.

Gelenkpfannenimplantat (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bereiche mit Oberflächenstruktu¬ ren eine unterschiedliche Anzahl von Strukturelementen aufweisen und/oder die Strukturelemente sich in ihrer Konfigu¬ ration unterscheiden.

Gelenkpfannenimplantat (1) nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich in einem äquatornahen Bereich angeordnet ist und dass der zweite Bereich in einem polnahen Bereich angeord- net ist und Strukturelemente (6) in Form von Pyramiden oder Pyramidenstümpfen aufweist.

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis

10, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (3,8) in einem äquatornahen Bereich der Oberflächenstruktur (2,7) mit einem Breitenkreis einen Winkel von kleiner als 90°, bevorzugt von 10° bis 60° bilden, vorzugsweise 15° bis 50°, wobei sich dieser Winkel zum Pol hin kontinuierlich vergrössert.

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Be¬ reich mit einer Oberflächenstruktur (2,7) auf dem Äquator (5) oder einem äquatornahen Breitenkreis sowie einem polnahen Breitenkreis 10 bis 100 Strukturelemente (6) aufweist.

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente

Grundrisse mit Seitenlängen von 0.2 - 5 mm aufweisen.

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (6) einen annähernd rhombenförmigen Grundriss aufweisen, wobei die Länge der Diagonalen (Bi, B2) parallel zu den Breiten¬ kreisen vom Äquator (5) Richtung Pol (4) abnimmt, während die Länge der Diagonalen (Mi, M2) parallel zu den Meridianen zunimmt .

Gelenkpfannenimplantat (1) nach einem der Ansprüche 1 bis

14, dadurch gekennzeichnet, dass die Rillen (3,8) einen symmetrischen oder asymmetrischen Querschnitt aufweisen.

Description:
Gelenkp annenimplantat

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gelenkpfannenimplantat gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Zur besseren Verankerung von Implantaten, insbesondere Endoprothesen in Knochen sind eine Vielzahl von Oberflächenstrukturen bekannt. Diese reichen von aufgerauten Oberflächen bis zur Ausstattung der Oberfläche mit komplexen Strukturelementen.

Insbesondere im Bereich der Hüftgelenksprothesen ist es von Vorteil, wenn die Implantatteile, vor allem die im Hüftknochen angebrachte Gelenkpfanne, ausreiss- und drehfest im Knochen veran ¬ kert werden können. Während eine Gruppe von Gelenkpfannen durch Schrauben verankert wird, erfolgt bei einer zweite Gruppe die Befestigung mittels Knochenzement oder durch Einschlagen.

Um das Ausreissverhalten sowie die Drehfestigkeit einer mittels Knochenzement oder Einschlagen befestigten Gelenkpfanne zu erhö ¬ hen, wird die Oberfläche solcher Pfannen üblicherweise mit

Strukturelementen versehen. Diese Strukturelemente verteilen dabei auftretende Kräfte gleichmässig und verhindern so eine Dre ¬ hung oder gar das Ausreissen der Gelenkpfanne. Im Falle des Einschlagens gewährleisten die Strukturelemente ein gutes Einwach ¬ sen in den Knochen.

Dem Fachmann ist eine Vielzahl an verschiedenen Oberflächenstrukturen bekannt. Die Oberflächenstrukturen werden dabei meistens durch spanabhebende Verfahren in die Oberfläche der Implan ¬ tate eingearbeitet.

Die EP 0 839 016 offenbart beispielsweise eine Hüftgelenkpfanne mit einer Oberflächenstruktur mit rhombenförmigen Erhebungen. Die Erhebungen werden durch sich überkreuzende, schraubenlinien- förmige Gewinde mit entgegengesetzter Steigung begrenzt. Die Tiefe der Gewinde nimmt dabei vom Äquator zum Pol hin ab.

Die DE 101 06 863 beschreibt eine implantierbare Hüftpfanne wel ¬ che an der Oberfläche eine Struktur in Form von Pyramidenspitzen aufweist. Die Pyramidenspitzen werden durch spanabhebendes Einarbeiten von Rechtsgewinde-Profilen und Linkgsgewinde-Profilen erzeugt. Die Profilhöhe dieser Gewindeprofile nimmt von der Ein ¬ gangsebene der Pfanne gegen deren Polbereich hin ab.

Durch die Kombination von Gewinde und Kugelkalotte nimmt die An ¬ zahl der Erhebungen gegen den Pol hin stark ab, was die Verankerung der Gelenkspfanne im Knochen reduziert. Ferner wird durch die abnehmende Tiefe der Gewinde die Verankerung im Knochen zu ¬ sätzlich geschwächt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Oberflä ¬ chenstruktur für Gelenkpfannenimplantate zu schaffen, welche di Nachteile des Bekannten überwindet und welche insbesondere eine gute Verankerung der Gelenkpfanne im Knochen ermöglicht und ein fach herzustellen ist. Diese Aufgabe wird mit einem Gelenkpfannenimplantat gemäss Anspruch 1 gelöst.

Das erfindungsgemässe Gelenkpfannenimplantat hat vorzugsweise die Form einer Kugelkalottenschale und weist mindestens einen Bereich mit einer Oberflächenstruktur auf. Der mindestens eine Bereich erstreckt sich zwischen dem Äquator und dem Pol der Kugelkalottenschale. Die Oberflächenstruktur umfasst eine Vielzahl von Strukturelementen, welche durch jeweils mehrere, sich überkreuzende Rillen mit entgegengesetzter Steigung gebildet sind. Die Anzahl der Strukturelemente auf dem Äquator oder einem äquatornahen Breitenkreis ist dabei gleich wie auf einem polnahen Breitenkreis. Die Rillen weisen eine Krümmung derart auf, dass die Steigung der Rillen gegenüber den Breitenkreisen und somit ein Winkel zwischen einer Tangente der Rillenkrümmung und einem Breitenkreis vom Äquator zum Pol hin kontinuierlich zunimmt.

Insbesondere heisst dies, dass die Rillen einen Verlauf derart aufweisen, dass die Steigung der Rillen gegenüber den Breitenkreisen und somit ein Winkel zwischen einer Tangente des Rillenverlaufs und einem Breitenkreis vom Äquator zum Pol hin kontinu ¬ ierlich zunimmt. Es versteht sich, dass der Winkel zwischen Tan ¬ gente des Rillenverlaufs und einem Breitenkreis vom Äquator zum Pol hin dabei nicht zwingend stetig zuzunehmen braucht.

Mit Krümmung ist hierbei ein Verlauf der Richtungsänderungen beim Durchlaufen der Kurve bezeichnet. Die vorliegend anspruchs- gemässe Krümmung versteht sich hierbei als derjenige zusätzliche Krümmungsanteil, welcher über eine Krümmung hinausgeht, die durch die gekrümmte Oberfläche, auf welcher die Rillen ausgebil ¬ det sind, vorgegeben ist. Der Verlauf der Rillen des erfindungs- gemässen Gelenkpfannenimplantats ist von Kugelloxodromen zu unterscheiden, welche die Breitenkreise immer unter dem gleichen Winkel schneiden, also eine konstante Steigung aufweisen (so aber dennoch aufgrund der gekrümmten Oberfläche eine vorgegebene räumliche Krümmung haben) .

Das erfindungsgemässe Gelenkpfannenimplantat ist vorzugsweise ein Hüftgelenkpfannenimplantat. Das Gelenkpfannenimplantat weist bevorzugterweise im Wesentlichen die Form einer Kugelkalottenschale auf, besonders bevorzugt die Form einer Halbkugelschale. Es versteht sich, dass die Kugelkalottenschale Abweichungen von einer reinen Kugelform aufweisen kann. Insbesondere kann die Kalotte z.B. im Polbereich eine Vertiefung bzw. eine Bohrung zu Manipulationszwecken aufweisen. Ebenso kann die Kalotte im Pol- bereich abgeflacht sein, um beim Implantieren ein erwünschtes Verklemmen der Schale massgeblich im äquatorialen Bereich zu begünstigen .

Die Kugelkalottenschale weist eine äussere, konvexe Oberfläche auf, welche bei der im Knochen eingesetzten Gelenkpfanne auf dem Knochen anliegt. Weiter weist die Kugelkalottenschale eine inne ¬ re, konkave oder annähernd konkave Oberfläche auf, in die eine Lagerschale eingesetzt werden kann. Zwischen diesen beiden Oberflächen weist das Gelenkpfannenimplantat eine Wand auf, deren Dicke vorzugsweise überall gleich ist, d.h. die Radien der äus ¬ seren wie auch der inneren Oberfläche haben den gleichen Mittelpunkt und sind beide im Wesentlichen konstant. Alternativ kann sich die Dicke der Wand auch verändern, z.B. kann die innere Oberfläche aus mehreren in spezifischen Winkel zueinander stehenden Flächen bestehen oder die äussere Oberfläche eine Abfla ¬ chung im Polbereich aufweisen oder die äussere Oberfläche eine Abflachung im Polbereich aufweisen.

Die Grösse der Kugelkalottenschale kann je nach Patient variie ¬ ren, für den das Gelenkpfannenimplantat vorgesehen ist oder je nach Anwendungsort, beispielsweise am Hüft- oder Schultergelenk.

Ferner weist das Gelenkpfannenimplantat mindestens einen Bereich mit einer Oberflächenstruktur auf. Dieser Bereich befindet sich zwischen dem Äquator und dem Pol und erstreckt sich bevorzugterweise um den gesamten Umfang des Gelenkpfannenimplantats. Je nach Ausgestaltung weist der Bereich unterschiedliche Ausdehnungen zwischen Äquator und Pol des Gelenkpfannenimplantats auf. Besonders bevorzug erstreckt sich dieser Bereich vom Äquator in Richtung Pol über mindestens die Hälfte der Oberfläche. Als „Äquator" im Sinne der Anmeldung wird die Öffnung der Kugelkalottenschale verstanden, während als „Pol" diejenige Stelle bezeichnet wird, welche dem Apex der Kugelkalottenschale ent ¬ spricht .

Ein „äquatornaher Bereich" im Sinne der vorliegenden Anmeldung liegt näher am Äquator als am Pol, während ein „polnaher Bereich" näher beim Pol als beim Äquator des Gelenkpfannenimplantats liegt.

Die Oberflächenstruktur umfasst eine Vielzahl von Strukturelementen. Die Strukturelemente werden durch sich überkreuzende Rillen gebildet. Die Rillen sind bevorzugt durch ein spanabhe ¬ bendes Verfahren in der Oberfläche erzeugt worden, wie bei ¬ spielsweise durch Fräsen oder Stossen.

Die Rillen weisen bevorzugt entgegengesetzte Steigungen auf, d.h. weisen bezüglich einer Polachse der Kugelkalottenschale ei ¬ ne entgegengesetzte Umlaufrichtung auf. Mit anderen Worten verlaufen in Bezug auf den Äquator einzelne Rillen nach links während andere nach rechts verlaufen. Jedes Strukturelement ist von zwei benachbarten nach links und zwei benachbarten nach rechts verlaufenden, sich kreuzenden Rillen begrenzt. Jedes Strukturelement weist damit einen im Wesentlichen rhombenförmigen Grundfläche bzw. Grundriss auf, wenn von der bezogen auf die Grösse der Strukturelemente vernachlässigbaren Krümmung der Begrenzungen aufgrund der Rillenkrümmung abgesehen wird.

Die Rillen sind bevorzugt derart ausgebildet, dass die Anzahl der Strukturelemente auf dem Äquator oder einem äquatornahen Breitenkreis gleich ist wie auf einem polnahen Breitenkreis. Die Anzahl der Strukturelemente auf jedem beliebigen Breitenkreis des Gelenkpfannenimplantats innerhalb eines Bereichs mit Ober ¬ flächenstruktur ist daher gleich.

Die Rillen mit der gleichen Steigungsrichtung, d.h. mit der gleichen Umlaufrichtung, weisen bevorzugt alle dieselbe Krümmung bzw. denselben Krümmungsverlauf auf. Es versteht sich, dass, je nach Erfordernis, die Rillen mit unterschiedlicher Umlaufrich- tung, d.h. mit entgegengesetzter Steigungsrichtung, mit Vorteil auch eine unterschiedliche Krümmung bzw. einen unterschiedlichen Verlauf aufweisen können. Z.B. können bei einem bestimmten Breitenkreis die Rillen mit gleicher Steigungsrichtung eine Steigung haben, welche sich von einer Steigung der Rillen mit entgegengesetzter Steigungsrichtung (auch betragsmässig) unterscheidet.

Damit die Anzahl der Strukturelemente auf dem Äquator oder einem äquatornahen Breitenkreis gleich ist wie auf einem polnahen Breitenkreis, nimmt die Steigung der Rillen gegenüber den Breitenkreisen und somit der Winkel zwischen einer Tangente der Rillenkrümmung bzw. des Rillenverlaufs und einem Breitenkreis vom Äquator zum Pol hin kontinuierlich, aber nicht zwingend stetig, zu .

Gleichzeitig wird der Radius der Krümmung vom Äquator zum Pol hin bevorzugt kontinuierlich kleiner, d.h. die Krümmung der Rille nimmt zum Pol hin kontinuierlich zu. Der Steigungsverlauf kann derart gewählt sein, dass der Abstand zwischen zwei Rillen mit gleicher Steigungsrichtung vom Äquator in Richtung zum Pol hin konstant bleibt.

Der Grundriss der Strukturelemente verändert sich vom Pol zum Äquator hin. Die Strukturelemente, welche auf dem gleichen Meri ¬ dian liegen, weisen aufgrund der zum Pol hin zunehmenden Steigung der Rillen eine vom Pol in Richtung Äquator stetig grösser werdende Ausdehnung parallel zu den Breitenkreisen auf. Eine Ausdehnung in Richtung senkrecht zu den Breitenkreisen verringert sich hingegen.

Der Steigungsverlauf der Rillen kann so gewählt werden, dass ein Flächeninhalt der Grundrissfläche der Strukturelemente in Äqua ¬ tor- und Polnähe möglichst ähnlich bzw. in etwa gleich ist, da ¬ mit sich gesamthaft eine optisch weitgehend homogene Oberfläche ¬ struktur ergibt.

Da die Gelenkpfanne in einer Richtung rechtwinklig zu den Breitenkreisen in den Knochen eingesetzt wird, hat dies den Vorteil, dass sich jedes Strukturelement in Richtung parallel zu den Breitenkreisen ein bisschen weiter in den Knochen schneiden muss, was die Verankerung des Gelenkpfannenimplantats im Knochen erhöht .

Bevorzugt weisen zwei benachbarte Rillen mit gleicher Steigungs ¬ richtung bzw. Umlaufrichtung über ihre gesamte Länge einen weitgehend konstanten Abstand zueinander auf. Dies kann durch eine geeignete Wahl des Steigungsverlaufs der Rillen als Funktion des Abstands des jeweiligen Breitenkreises vom Äquator erreicht wer ¬ den. Bevorzugt weisen benachbarte Rillen mit gleicher Steigungs ¬ richtung paarweise, d.h. jedes beliebige benachbarte Paar, den ¬ selben Abstand auf.

Es versteht sich, dass sich die Rillen aufgrund des konstanten Abstandes nicht gänzlich bis zum Pol erstrecken können, sondern nur bis zu einem polnächsten Breitenkreis, nämlich dort, wo der Steigungswinkel zwischen Rillen und Breitenkreis 90° erreicht. Der polnächste mögliche Breitenkreis bestimmt sich dabei auf ¬ grund einer Reihe von Faktoren wie beispielsweise Abstand der Rillen, Anzahl der Rillen, Breite der Rillen etc. Bevorzugt weisen die Rillen vom äquatornahen Bereich zum polnahen Bereich hin im mindestens einen Bereich eine konstante Tiefe auf. Dadurch weisen auch die Strukturelemente eine konstante Hö ¬ he auf. Dadurch ist die Verankerung über der gesamten Oberfläche des Gelenkpfannenimplantats gleich gut. Ausserdem ermöglicht ei ¬ ne solche Konfiguration eine gleich gute Stabilität des Gelenk ¬ pfannenimplantats im Knochen entlang der Polachse wie auch gegen Rotation und Verkippen.

Bevorzugt ist der Winkel zwischen einer Tangente der Rillenkrümmung bzw. des Rillenverlaufs jeder Rille und einem bestimmten Breitenkreis betragsmässig gleich. Damit ergibt sich eine beson ¬ ders regelmässige Ausbildung der Strukturelemente und damit auch der Oberflächenstruktur, was eine besonders gleichmässige Veran ¬ kerung des Gelenkpfannenimplantats z.B. durch Einwachsen in den Knochen oder Verankerung im Knochenzement ermöglicht.

Mit Vorteil sind die Strukturelemente durch benachbarte Rillen unterschiedlicher Flankenform, Rillentiefe, Rillenbreite, Rillenabstand und der Rillenzahl konfiguriert.

Die Strukturelemente sind besonders bevorzugt in der Form einer Pyramide oder eines Pyramidenstumpfes ausgebildet. Die Form der Strukturelemente ist durch das Profil der Rillen vorgegeben, so dass sich durch geeignete Wahl des Rillenprofils die Form der Strukturelemente verändern lässt. Insbesondere kann eine Flan ¬ kenform der Strukturelemente durch das Profil der Rillen vorge ¬ geben werden. Alternativ weisen die Strukturelemente eine belie ¬ bige polyedrische oder auch gerundete Form auf. Nach dem Erzeu ¬ gen der Strukturelemente durch die Rillen können diese noch nachbearbeitet werden, z.B. durch Fräsen oder durch umformende Verfahren .

Bevorzugt sind die Strukturelemente im meridianen Querschnitt in Richtung Äquator geneigt. D.h. dass mindestens diejenige Seite des Strukturelements, welche in Richtung Äquator zeigt, steiler ansteigt oder gar überhängt. Der damit erreichte sägezahnartige Querschnitt der Strukturelemente längs eines Meridians erhöht die zum Ausreissen des Gelenkpfannenimplantats nötige Kraft zu ¬ sätzlich.

Bevorzugt weist das Gelenkpfannenimplantat mindestens einen zweiten Bereich mit einer Oberflächenstruktur auf. Bevorzugt umfassen die Oberflächenstrukturen in allen Bereichen eine Vielzahl von Strukturelementen, welche weitgehend analog dem ersten Bereich durch jeweils mehrere, sich überkreuzende Rillen mit entgegen gesetzter Steigung gebildet sind. Die Oberflächenstrukturen der Bereiche weisen dabei vorzugsweise eine unterschiedli ¬ che Konfiguration auf (z.B. Tiefe der Rillen, Anzahl der Rillen, Verlauf der Rillen, Profil der Rillen, Abstand der Rillen etc.) . Die beiden Bereiche mit Oberflächenstrukturen weisen mit Vorteil eine unterschiedliche Anzahl von Strukturelementen und/oder Rillen auf und/oder die Strukturelemente unterscheiden sich in ihrer Konfiguration (z.B. Flankenform oder Tiefe der Rillen) . Ferner bevorzugt kann das Gelenkpfannenimplantat auch mehr als zwei Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächenstrukturen aufweisen, wie zum Beispiel drei, vier, fünf oder mehr Bereiche. Die Berei ¬ che können alle unterschiedliche Ausdehnungen zwischen Äquator und Pol des Gelenkpfannenimplantats aufweisen oder aber alle die gleiche Ausdehnung. Dadurch kann das Gelenkpfannenimplantat mit Bereichen ausgestattet werden, welche an spezifische Knochenbe ¬ reiche angepasste Verankerungseigenschaften aufweisen. Besonders bevorzugt umfasst das erfindungsgemässe Gelenkpfannen ¬ implantat den ersten Bereich mit einer ersten Oberflächenstruktur mit Strukturelementen mit im meridianen Querschnitt in Richtung Äquator geneigten Oberflächenstrukturen in einem äquatornahen Bereich und den zweiten Bereich mit einer zweiten Oberflächenstruktur mit Strukturelementen in Form von Pyramiden in einem polnahen Bereich.

Eine derartige Konfiguration des Gelenkpfannenimplantats hat den Vorteil, dass der äquatornahe Bereich durch die sägezahnförmigen Strukturelemente die zum Ausreissen des eingesetzten Gelenkpfannenimplantats nötige Kraft zusätzlich erhöht, während die pyra ¬ midenförmigen Strukturelemente im polnahen Bereich das Gelenkpfannenimplantat optimal vor dem Verdrehen und/oder Verkippen sichern und ein optimales Einwachsen in den Knochen auch in diesem Bereich sicherstellen.

Bevorzugterweise bilden die Rillen in einem äquatornahen Bereich der Oberflächenstruktur mit einem Breitenkreis einen Winkel von kleiner als 90°. Bevorzugt liegt dieser Winkel in einem Bereich von 10° bis 60°, besonders bevorzugt in einem Bereich von 15° bis 50°. Durch die Krümmung der Rillen, d.h. durch den Steigungsverlauf, vergrössert sich dieser Winkel zum Pol hin konti ¬ nuierlich .

Der mindestens eine Bereich mit einer Oberflächenstruktur weist bevorzugt auf dem Äquator oder dem äquatornahen Breitenkreis sowie dem polnahen Breitenkreis 10 bis 100 Strukturelemente auf.

Bevorzugt weisen die Strukturelemente Grundrisse mit Seitenlän ¬ gen von etwa 0.2 - 5 mm auf. Besonders bevorzugt weisen die Strukturelemente einen Grundriss auf, welcher annähernd rhombenförmig ist. Im Unterschied zu ei ¬ nem Rhombus sind die Seitenkanten, d.h. die die Grundfläche be ¬ grenzenden Rillen nicht gerade sondern weisen eine Krümmung auf. Näherungsweise kann zur Vereinfachung jedoch von einer Rhombenform ausgegangen werden. Durch die Krümmung bzw. den Verlauf der Rillen nimmt die Länge der zu den Meridianen parallelen Diagonalen der Grundflächen der Strukturelemente vom Äquator zum Pol hin zu während die zu den Breitenkreisen parallelen Diagonalen abnehmen. D.h. dass ein Strukturelement je nach Nähe zum Äquator beziehungsweise zum Pol einen unterschiedlichen Grundriss auf ¬ weist.

Die Strukturelemente, welche näher beim Pol sind, weisen einen Grundriss auf, welcher in Richtung der Meridiane länger ist als in Richtung der Breitenkreise. Die Form der Grundflächen d.h. der Grundriss erleichtert dabei das Einsetzen des Gelenkpfannen ¬ implantats, da sich die Strukturelemente leichter in den Knochen einschneiden können.

Die unterschiedlichen Geometrien der Grundrisse der Strukturelemente weisen zudem den Vorteil auf, dass diejenigen Strukturele ¬ mente, welche eine grössere Ausdehnung in Richtung der Meridiane aufweisen das Gelenkpfannenimplantat gut gegen Verdrehen und Verkippen sichern, während diejenigen Strukturelemente, welche in Richtung der Breitenkreise eine grössere Ausdehnung aufwei ¬ sen, das Gelenkpfannenimplantat besser gegen das Ausreissen si ¬ chern .

Bevorzugterweise weisen die Rillen einen symmetrischen oder asymmetrischen Querschnitt auf. Dadurch lässt sich die Form der Strukturelemente, insbesondere die Flankenform, zusätzlich ver ¬ ändern . Weitere Aspekte sowie Details der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Beispielen und Figuren. Es zeigen:

Fig. 1: eine Aufsicht eines Zwischenerzeugnisses bei der

Produktion eines Gelenkpfannenimplantats mit Ril ¬ len;

Fig. 2: eine Seitenansicht des Zwischenerzeugnisses der

Fig. 1;

Fig. 3: eine Aufsicht eines erfindungsgemässen Gelenkpfannenimplantats mit einem Bereich mit einer Oberflä ¬ chenstruktur;

Fig. 4: eine Seitenansicht des Gelenkpfannenimplantats der

Figur 3;

Fig. 5: eine Aufsicht eines Gelenkpfannenimplantats mit zwei Bereichen mit jeweils unterschiedlichen Oberflächenstrukturen;

Fig. 6: eine Seitenansicht des Gelenkpfannenimplantats der

Fig. 4;

Fig. 7: einen Teilschnitt durch das Gelenkpfannenimplantat der Figur 4; und

Fig. 8: eine qualitative Mercator-Pro ektion zweier Rillen mit entgegen gesetzter Steigungsrichtung auf der Oberfläche eines erfindungsgemässen Gelenkpfannenimplantats; Fig. 9: eine Schrägansicht eines Zwischenerzeugnisses bei der Herstellung eines Gelenkpfannenimplantats mit einzelnen Rillen;

Fig. 10: eine Seitenansicht einer Kalottenschale für eine weitere Ausführung eines erfindungsgemässen Gelenkpfannenimplantats mit eingezeichneten Rillen ¬ verlauf;

Fig. 11: eine Aufsicht auf die Kalottenschale gemäss Fig.

10;

Fig. 12: eine fotografische Seitenansicht eines erfindungs- gemässen Gelenkpfannenimplantats .

Die Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf ein Zwischenerzeugnis 10 bei der Herstellung eines Gelenkpfannenimplantats 1 mit nur nach Links gerichteten Rillen 3, d.h. linkshändiger Umlaufrichtung . Die Figur 2 zeigt eine Seitenansicht desselben Zwischenerzeug ¬ nisses 10. Das Zwischenerzeugnis 10 ist in der Form einer Kugel ¬ kalottenschale und weist einen Pol 4 sowie einen Äquator 5 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht die Kugelkalottenscha ¬ le einer Halbkugelschale. Das Zwischenerzeugnis 10 ist das Er ¬ gebnis eines ersten Bearbeitungsschrittes bei der Herstellung einer erfindungsgemässen Gelenkpfannenimplantats, bei dem zu ¬ nächst sämtliche Rillen 3 in nur einer Steigungsrichtung eingearbeitet werden.

Die Figuren 3 und 4 zeigen eine Auf- sowie eine Seitenaufsicht eines Gelenkpfannenimplantats 1 mit einem Bereich mit einer Oberflächenstruktur 2. Die Oberflächenstruktur 2 weist eine Vielzahl von Strukturelementen 6 auf, welche durch die sich überkreuzenden Rillen 3 gebildet sind. Die Rillen 3 weisen eine Krümmung bzw. einen Verlauf derart auf, dass die Steigung der Rillen 3 gegenüber den Breitenkreisen und somit ein Winkel zwischen einer Tangente der Rillenkrümmung und einem Breitenkreis vom Äquator 5 zum Pol 4 hin kontinuierlich zunimmt. Die Rillen sind derart gewählt, dass die Anzahl der Strukturelemente 6 auf dem Äquator 5 oder einem äquatornahen Breitenkreis gleich ist wie in einem polnahen Breitenkreis. Die gebildeten Strukturele ¬ mente 6 weisen eine annähernd rhombenförmige Grundfläche auf, welche durch die gekrümmten Rillen 3 begrenzt wird.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Auf- und Seitenansicht einer be ¬ sonders bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemässen Gelenkpfannenimplantats 1. Dieses Gelenkpfannenimplantat 1 umfasst zwei Bereiche mit einer Oberflächenstruktur 2, 7. Die Rillen 3a- 3d der ersten Oberflächenstruktur 2 unterscheiden sich von den Rillen 8a, 8b der zweiten Oberflächenstruktur. Beispielsweise kann die Anzahl der Rillen, deren Krümmungsverlauf, Profil und/oder Tiefe unterschiedlich sein. Dadurch ergeben sich in den beiden Bereichen 2, 7 auch unterschiedliche Formen der Strukturelemente 6. Aus diesen Figuren ist der Krümmungsverlauf der Ril ¬ len 3a-3d, 8a, 8b gut ersichtlich. Ferner ist auch ersichtlich, dass der Abstand D zwischen zwei Rillen 3b und 3d mit gleicher Steigungsrichtung, d.h. der bezüglich einer Tangente einer der Rillen, z.B. Rille 3b, senkrechte Abstand zur benachbarten Rille 3d, über dies gesamte Länge der Rillen konstant ist.

Ebenso ersichtlich ist die Veränderung der Grundrisse der Strukturelemente 6 mit zunehmendem Abstand vom Äquator 5. Dabei nimmt die Länge der Diagonalen der Grundrisse parallel zu den Breiten ¬ kreisen vom Äquator in Richtung zum Pol hin ab, während die Länge der Diagonalen parallel zu den Meridianen zunimmt. Dies ist in Fig. 6 beispielhaft an zwei Strukturelementen 6a, 6b mit annähernd rhombenförmigen Grundrissen illustriert. Da die Unterschiede der Grundrisse der beiden Strukturelement 6a, 6b in der Seitenansicht der Fig. 6 aufgrund perspektivischer Verzerrung kaum ersichtlich ist, sind zur Veranschaulichung auf der linken Seite von Fig. 6 qualitativ die beiden Strukturelemente 6a und 6b gezeigt. Die Grundrisse sind in einer senkrechten Auf ¬ sicht dargestellt. Die separate Darstellung der Grundrisse dient einzig zur Illustration einer Tendenz und ist hierzu etwas übertrieben dargestellt.

Die Grundfläche des äquatornahen Strukturelements 6a weist eine Diagonale Bi parallel zu den Breitenkreisen auf, welche länger ist als die zu den Meridianen parallele Diagonale Mi. Mit zuneh ¬ mendem Abstand zum Äquator 5 verändert sich dieses Längenverhältnis der Diagonalen. Das polnahe Strukturelement 6b weist ei ¬ ne zu den Breitenkreisen parallele Diagonale B 2 auf, die in der Darstellung der Fig. 6 etwa gleich lange ist, wie die zu den Meridianen parallele Diagonale M 2 . Es versteht sich, dass die Dia ¬ gonale B 2 auch kürzer sein kann, als Diagonale M 2 .

Die Länge der zu den Breitenkreisen parallele Diagonale B 2 des polnahen Strukturelements 6b ist dabei kürzer als die entspre ¬ chende Diagonale Bi des äquatornahen Strukturelements 6a, während die zu den Meridianen parallele Diagonale M 2 des polnahen Struk ¬ turelements 6b länger ist als die entsprechende Diagonale Mi des äquatornahen Strukturelements 6a.

Die Figur 7 zeigt einen Teilschnitt durch ein Gelenkpfannenimplantat 1. Wie aus dieser Figur ersichtlich, weist das Gelenkpfannenimplantat 1 eine annähernd konkave Innenfläche 9 auf, welche aus mehreren, in einem Winkel zueinander stehenden Flächen besteht. Ferner weist das Gelenkpfannenimplantat 1 eine konvexe Aussenflache 12 auf. Bei dieser Aus führungs form weist nur die konvexe Aussenfläche 12 eine Oberflächenstruktur mit Strukturelementen 6 auf.

Figur 8 zeigt eine qualitative Mercator-Pro ektion zweier Rillen 3a, 3b auf einer Oberfläche 12 eines erfindungsgemässen Gelenkpfannenimplantats mit entgegen gesetzter Steigung. Auf der waagerechten x-Achse sind Umfangswinkel des Gelenkpfannenimplantats bezüglich einer Polachse aufgetragen. Auf der dazu senkrechten y-Achse ist ein Breitenbereich zwischen Äquator 5 und Pol 4 abgebildet. Die gestrichelten Linien parallel zur y-Achse stellen ausgewählte Längenkreise dar.

Der dargestellte Bereich ist begrenzt und erstreckt sich nicht vollständig bis zum Pol 4 bzw. bis zum Äquator 5. Kugelloxodro- me, das heisst Linien auf der Kugelfläche, welche alle Breiten ¬ kreise bzw. Meridiane unter demselben Winkel schneiden, verlau ¬ fen bekanntermassen in derartigen Projektionen als Geraden. Beispielhaft ist eine Loxodrome 13 gezeigt (gestrichelte Linie) , welche einen konstanten Steigungswinkel aufweist. Im Vergleich dazu ist die zunehmende Steigung der Rillen 3 mit zunehmendem Abstand vom Äquator 5 in Richtung P zum Pol 4 hin ersichtlich.

Eine Tangente der Rille 3a schliesst in einem Bereich A zum

Äquator 5 hin mit einem Breitenkreis ebenfalls den Winkel OC ein. Wie sich aus dem Diagramm der Fig. 8 ergibt, nimmt die Steigung der Rille 3a zu und bricht kontinuierlich gegenüber der Loxodrome 13 in Richtung P zum Pol 4 hin weg, d.h. hat eine zunehmende Steigung. Exemplarisch ist bezüglich eines polnäheren Breitenkreises ein weiterer Winkel ß gezeigt, welcher von einer Tangente im Schnittpunkt der Rille 3a mit diesem Breitenkreis einge ¬ schlossen ist und grösser als der Winkel α ist. Figur 9 zeigt eine Schrägansicht auf ein Zwischenerzeugnis 10 bei der Herstellung eines Gelenkpfannenimplantats 1 mit zwei Be ¬ reichen 2, 7 für eine Oberflächenstruktur. Im den Bereichen 2, 7 sind jeweils zwei Rillen 3a und 3b (Bereich 2) und Rillen 8a und 8b (Bereich 7) ausgebildet, z.B. gefräst. Wie aus Fig. 9 er ¬ sichtlich ist, enden die sich von einem äquatornahen Bereich zum Pol 4 hin erstreckenden Rillen 3a, 3b am Übergang vom Bereich 2 zum Bereich 7 während die Rillen 8a, 8b am Übergang ansetzen und sich weiter in Richtung zum Pol 4 hin erstrecken. Ebenfalls ersichtlich ist die zunehmende Steigung der Rillen 3a, 3b bzw. 8a, 8b mit zunehmender Polnähe.

Figur 10 und 11 zeigen eine Seitenansicht bzw. eine Aufsicht ei ¬ nes Zwischenerzeugnisses 10 bei der Herstellung eines Gelenk ¬ pfannenimplantats 1. Auf einer äusseren Kalottenoberfläche sind Schnittlinien 3' dargestellt, längs welchen im Weiteren die Rillen 3 hergestellt werden. Besonders gut erkennbar ist in Fig. 11 ein Verlauf der Schnittlinien 3' in Polnähe, welche in den polnahen Endbereichen beinahe radial zum Pol 4 hin gerichtet sind.

Ebenso sind zur weiteren Illustration des sich mit einem Abstand vom Pol ändernden Grundrisses von später in der Herstellung durch die Rillen erzeugten Strukturelementen exemplarisch ein Grundriss eines äquatornahen Strukturelements 6a sowie eines polnahen Strukturelements 6b eingezeichnet. In der Seitenansicht der Fig. 10 ist das äquatornahe Strukturelement 6a in einer weitgehend frontalen Ansicht eingezeichnet. In der Aufsicht der Fig. 11 ist das polnahe Strukturelement 6b in weitgehend fronta ¬ ler Ansicht erkennbar. Damit ergibt sich in beiden Fällen eine nur unwesentliche perspektivische Verzerrung, womit die sich mit einem Abstand vom Pol bzw. vom Äquator ändernden Grundrisse der Strukturelemente klar erkennbar sind (siehe hierzu auch Fig. 6) . Figur 12 zeigt eine fotografische Seitenansicht eines Gelenk ¬ pfannenimplantats 1, in welcher die konstante Breite zwischen benachbarten Rillen 3 erkennbar ist. Die Strukturelemente 6 si in dieser Aus führungs form als Pyramidenstümpfe ausgebildet.