DE4219808C1

DE4219808C1 - Endoprosthesis

Info

Publication number: DE4219808C1
Application number: DE19924219808
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Bloemer; Robert Dipl Ing Schultz
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 1992-06-17
Filing date: 1992-06-17
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2012-06-18

Abstract

The edge (10) is provided with a porous surface (8,11) and the under side of the endoprosthesis (1) within the edge is formed as a locating surface (13) for bone cement. The stem (5) and/or projections are provided with a porous surface (11). In the area of the locating surface (13) for the bone cement (16) at least one opening (14,15) is provided which leads from the under side of the endoprosthesis to its outside. The edge (10) supporting on the corticalis (4) projects downwards over the locating surface (13). The locating surface is smooth or has a structured or roughened surface. USE/ADVANTAGE - To provide optimal fixation of a tibia plateau endoprosthesis in the bone.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Endoprothese zum Aufsetzen auf ein Tibiaplateau mit einem sich auf der Kortikalis ab stützenden Rand, gegebenenfalls mit einem Stiel und gegebenenfalls mit weiteren in die Spongiosa eintauchenden Vorsprüngen.The invention is based on an endoprosthesis for fitting a tibial plateau with one on the cortex supporting edge, optionally with a stem and if necessary with others immersed in the cancellous bone Protrusions.

Zur Verankerung derartiger Tibiaplateau-Endoprothesen wer den verschiedene Techniken verwendet. Beispielsweise ist es bekannt, derartige Prothesen durch Knochenzement zu verankern. Diese Verankerungstechnik gewährleistet zwar nach dem Einsetzen einen festen Sitz der Endoprothese im Knochen, jedoch kann die Entfernung des Knochenzementes bei eventuell erforderlichen Revisionseingriffen erheb liche Schwierigkeiten bereiten. Außerdem können Zement partikel, die sich vom Rand der Verankerungszone lösen, in den Gelenkspalt gelangen und dort zu erhöhter Verschleiß bildung führen.To anchor such tibial plateau endoprostheses who that uses different techniques. For example it is known to make such prostheses through bone cement anchor. This anchoring technique guarantees after insertion of the endoprosthesis in the Bones, however, can remove the bone cement if revision interventions are necessary cause difficulties. You can also use cement particles detaching from the edge of the anchoring zone, in reach the joint gap and there to increased wear lead education.

Bei einer vollständig zementfreien Verankerung läßt sich eine gute Fixierung dadurch erreichen, daß alle mit dem Knochen in Berührung kommenden Kontaktflächen der Endo prothese porös beschichtet werden. Man erreicht dadurch ein gutes Einwachsen des Knochens in die Implantatober fläche (DE 34 33 264 C2). Allerdings ergibt sich bei Tibiaplateau-Endo prothesen das Problem, daß aufgrund der überwiegend spongiösen Verankerung eine nur begrenzte - für das Ein wachsen von Knochengewebe aber unabdingbaren - Primär stabilität erzielt wird. Über die Toleranzgrenze des knöchernen Gewebes hinausgehende Mikrobewegungen führen in diesen Fällen zur Ausbildung bindegewebiger Zwischen schichten und verhindern einen direkten Implantat/ Knochen-Kontakt. Dies führt zu einer Lockerung des Implantates.With a completely cement-free anchoring achieve a good fixation in that everyone with the Bones in contact with the endo's contact surfaces porous prosthesis. You get through it good bone ingrowth into the upper surface of the implant area (DE 34 33 264 C2). However, the result of the Tibial Plateau Endo prosthesis the problem that due to the predominantly spongy anchoring a limited - for the one grow from bone tissue but indispensable - primary stability is achieved. About the tolerance limit of the Micro-movements going beyond bony tissue result in these cases for the formation of connective tissue intermediate layer and prevent a direct implant / Bone contact. This leads to a loosening of the Implants.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Tibiaplateau- Endoprothese so auszuführen, daß eine optimale Fixierung der Endoprothese im Knochen erreicht wird, die eine hohe Primär stabilität unter Vermeidung von Bindegewebssäumen induzierenden Mikrobewegungen gewährleistet und somit über lange Zeit er halten bleibt.It is an object of the invention to provide a generic tibial plateau Perform endoprosthesis so that optimal fixation of the Endoprosthesis is achieved in the bone, which is a high primary stability while avoiding connective tissue seams Guaranteed micro movements and thus over a long period of time lasts.

Diese Aufgabe wird bei einer Endoprothese der eingangs be schriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rand mit einer porösen Oberfläche versehen ist und daß die Unter seite der Endoprothese innerhalb des Randes als Auflagefläche für Knochenzement ausgebildet ist.This task is the end of a prosthesis Written type solved according to the invention in that the edge is provided with a porous surface and that the sub side of the endoprosthesis within the rim as a contact surface is designed for bone cement.

Unter "poröser Oberfläche" wird dabei jede Oberfläche ver standen, die zur Erhöhung der Knochenhaftung und zur Förderung des Einwachsens von Knochengewebe besonders ausgebildet ist, beispielsweise durch eine Oberflächenstrukturierung, durch eine Aufrauhung, durch eine poröse, eventuell auch keramische Beschichtung z. B. mit Al₂O₃. Auf diese Weise erhält man im Bereich des Randes der Endoprothese eine zementfreie, sehr innige Verbindung mit dem Knochenmaterial, während zusätzlich durch den Knochenzement zwischen der Auflagefläche und der Spongiosa eine Abstützung der Endoprothese an der Spongiosa erfolgt. Dadurch wird die Spongiosa unter Ausschaltung von Mikrobewegungen gleichmäßig belastet, so daß Resorptionen aufgrund lokaler Spannungskonzentrationen sowie Bindegewebs säumen bedingt durch die primär nahe Verankerungsstabilität auch auf lange Sicht verhindert werden. Insgesamt führt diese kombinierte Verbindungstechnik zu einer dauerhaften und sicheren Verankerung, wobei gleichzeitig bei einer gegebenen falls notwendigen Entfernung der Prothese relativ geringe Knochenverluste in Kauf genommen werden müssen. Es ist außerdem sichergestellt, daß der Knochenzement nach außen hin abge schlossen ist, so daß keine Gefahr besteht, daß am Randbereich abgelöste Zementteilchen in den Gelenkspalt gelangen."Porous surface" is understood to mean any surface which is specially designed to increase bone adhesion and to promote the ingrowth of bone tissue, for example by surface structuring, by roughening, by a porous, possibly also ceramic coating, for. B. with Al ₂ O ₃ . In this way, a cement-free, very intimate connection with the bone material is obtained in the area of the edge of the endoprosthesis, while the endoprosthesis is additionally supported on the cancellous bone by the bone cement between the contact surface and the cancellous bone. As a result, the cancellous bone is evenly loaded with the elimination of micro-movements, so that resorptions due to local stress concentrations and connective tissue lines are prevented in the long term due to the primarily close anchoring stability. Overall, this combined connection technique leads to permanent and secure anchoring, with relatively small bone losses having to be accepted at the same time if the prosthesis has to be removed if necessary. It is also ensured that the bone cement is closed to the outside, so that there is no danger that detached cement particles get into the joint gap at the edge region.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, daß auch der Stiel und gegebenenfalls weitere in die Spongiosa eintauchende Vorsprünge ebenso wie der Rand mit einer porösen Oberfläche versehen sind. Dadurch erhält man auch im Bereich dieser Verankerungsteile eine besonders innige Verbindung mit dem Knochenmaterial, ohne daß die gewünschte Abstützung der Endoprothese an ihrer Auflagefläche beeinträchtigt wird.In a preferred embodiment it can be provided that also the stem and possibly other in the cancellous bone immersed projections as well as the edge with a porous Surface are provided. This also gives you in the area a particularly intimate connection with these anchoring parts the bone material without the desired support of the Endoprosthesis on its contact surface is impaired.

Insbesondere kann im Bereich der Auflagefläche für den Knochen zement mindestens eine Öffnung vorgesehen sein, die von der Un terseite der Endoprothese zu deren Außenseite führt. Eine sol che Öffnung kann zur Einführung des Knochenzementes dienen, sie kann auch als Entlüftungsöffnung ausgebildet sein.In particular, in the area of the bearing surface for the bone cement at least one opening may be provided by the Un leads to the outside of the endoprosthesis. A sol che opening can serve to introduce the bone cement, she can also be designed as a vent.

Günstig ist es, wenn der sich auf der Kortikalis abstützende Rand nach unten über die Auflagefläche vorsteht. Es wird somit eine Tasche zur Aufnahme von Knochenzement an der Unterseite der Endoprothese gebildet, die eine flächige Abstützung an der Spongiosa ermöglicht und an der Außenseite durch den nach unten vorstehenden Rand und an der Innenseite durch den Stiel der En doprothese begrenzt wird.It is favorable if the one that is supported on the cortex The edge protrudes downwards over the contact surface. So it will a pocket to hold bone cement on the underside the endoprosthesis, which is a flat support on the Cancellous tissue allows and on the outside through the down protruding edge and on the inside through the stem of the En prosthesis is limited.

Die Auflagefläche selbst kann eine glatte Oberfläche aufweisen, so daß ein leichtes Ablösen von dem Knochenzement möglich ist, wenn die Endoprothese ausgewechselt werden muß. Es wäre aber auch möglich, in diesem Bereich eine strukturierte Oberfläche vorzusehen oder diese Oberfläche aufzurauhen, falls eine bessere Haftung des Knochenzementes in diesem Bereich gewünscht wird.The support surface itself can have a smooth surface, so that it can be easily detached from the bone cement, when the endoprosthesis needs to be replaced. But it would be also possible in this area a structured surface to provide or roughen this surface, if one better adhesion of the bone cement in this area is desired becomes.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der nä heren Erläuterung. Diese zeigt eine Längsschnittansicht durch den Tibiakopf mit einer darauf aufgesetzten Tibiaplateau-En doprothese.The following description of a preferred embodiment the invention is used in connection with the drawing of the nä here explanation. This shows a longitudinal sectional view through the tibia head with an attached tibia plateau prosthesis.

Zur Aufnahme der Tibiaplateau-Endoprothese 1 wird die Tibia im Bereich des Kopfes längs einer Horizontalebene abgetragen, so daß eine durchgehende, horizontale Auflagefläche 2 entsteht, die im zentralen Tibiabereich durch das Spongiosa-Material 3 und im Außenwandbereich durch das Kortikalis-Material 4 gebil det wird.To accommodate the tibial plateau endoprosthesis 1 , the tibia is removed in the area of the head along a horizontal plane, so that a continuous, horizontal contact surface 2 is formed, which is formed in the central tibia area by the cancellous material 3 and in the outer wall area by the cortical material 4 becomes.

Auf der Auflagefläche 2 stützt sich die Endoprothese 1 ab, die im wesentlichen aus einem Verankerungsteil 5 und einer die Auf lagefläche 2 überdeckenden Platte 6 mit horizontaler, ebener Oberfläche 7 besteht.On the support surface 2 , the endoprosthesis 1 is supported, which consists essentially of an anchoring part 5 and a support surface 2 covering plate 6 with a horizontal, flat surface 7 .

Der Stiel 5 ist an seiner äußeren Oberfläche porös ausgebildet. Diese poröse Oberfläche 8 kann beispielsweise durch eine Plas ma-Beschichtung des Stieles erreicht werden. Der Stiel 5 ragt dabei in eine entsprechend geformte Ausnehmung 9 im Spongiosa- Material 3 hinein.The stem 5 is porous on its outer surface. This porous surface 8 can be achieved for example by a plasma coating of the stem. The stem 5 protrudes into a correspondingly shaped recess 9 in the cancellous material 3 .

Die Platte 6 trägt an ihrer Außenkante einen nach unten über stehenden Rand 10, dessen Breite etwa der Dicke des Kortika lis-Materials 4 entspricht. Dieser Rand 10 ist ebenfalls mit einer porösen Oberfläche 11 versehen, die in gleicher Weise hergestellt werden kann, wie die poröse Oberfläche 8. Mit die ser porösen Oberfläche 11 stützt sich die Endoprothese 1 flä chig an dem Kortikalis-Material 4 ab.The plate 6 carries on its outer edge a downwardly projecting edge 10 , the width of which corresponds approximately to the thickness of the cortical material 4 . This edge 10 is also provided with a porous surface 11 , which can be produced in the same way as the porous surface 8 . With the water porous surface 11 , the endoprosthesis 1 is supported flat on the cortical material 4 .

Im Bereich zwischen dem Stiel 5 und dem Rand 10 ist die Unter seite der Platte 6 gegenüber der Oberfläche 11 nach oben zu rückgesetzt, so daß zwischen dem Stiel 5 und dem Rand 10 eine ringförmige Tasche 12 gebildet wird, deren obere Begrenzung durch eine ebene, glatte Auflagefläche 13 gebildet wird. Die Tasche 12 steht über senkrechte Bohrungen 14, sowie über ge ringfügig schräg nach oben gerichtete Bohrungen 15 mit dem Außenraum in Verbindung. Die Tasche 12 ist mit Knochenzement 16 gefüllt.In the area between the stem 5 and the edge 10 , the underside of the plate 6 is set back upwards relative to the surface 11 , so that an annular pocket 12 is formed between the stem 5 and the edge 10 , the upper boundary of which is formed by a flat, smooth support surface 13 is formed. The pocket 12 is connected via vertical bores 14 , as well as ge slightly inclined upward bores 15 with the outside. The pocket 12 is filled with bone cement 16 .

Zum Einsetzen der Endoprothese 1, die herkömmlicherweise aus Metall besteht, beispielsweise aus Titan oder einer Titanle gierung, wird diese so auf die Auflagefläche 2 aufgesetzt, daß der Stiel 5 in die Ausnehmung 9 eintaucht, und daß der Rand 10 flächig auf dem vom Kortikalis-Material 4 gebildeten Teil der Auflagefläche 2 ruht. Dadurch wird die Endoprothese 1 in ihrer Lage unterstützt.To insert the endoprosthesis 1 , which is conventionally made of metal, for example titanium or a titanium alloy, this is placed on the support surface 2 such that the stem 5 dips into the recess 9 and that the edge 10 is flat on the cortical Material 4 formed part of the support surface 2 rests. This supports the endoprosthesis 1 in its position.

Durch die Bohrung 14 wird Knochenzement in die Tasche 12 einge preßt, wobei die Tasche über die Bohrung 15 entlüftet wird. Durch den Knochenzement 16 stützt sich die Endoprothese 1 nach dessen Aushärtung auf dem Spongiosa-Material 3 ab, so daß die ses Material einer gleichmäßigen Belastung ausgesetzt wird. Andererseits wird diese Belastung dadurch in Grenzen gehalten, daß sich die Endoprothese 1 auf dem härteren Kortikalis- Material 4 abstützt.Bone cement is pressed into the pocket 12 through the bore 14 , the pocket being vented through the bore 15 . Through the bone cement 16, the endoprosthesis 1 material spongiosa 3 is supported by the curing from the on, so that the ses material is subjected to a uniform load. On the other hand, this load is limited by the fact that the endoprosthesis 1 is supported on the harder cortical material 4 .

Im Bereich des Kontaktes zwischen dem Stiel 5 und dem Spongiosa-Material 3 einerseits sowie zwischen dem Rand 10 und dem Kortikalis-Material 4 andererseits erfolgt durch die poröse Oberfläche der Endoprothese 1 ein sehr fester Knocheneinbau in die poröse Struktur der Oberfläche und somit eine innige Ver bindung zwischen Endoprothese und Knochen. Im Bereich der Ta sche 12 hingegen bildet der Knochenzement 16 im wesentlichen eine Stützfläche, über die ein wesentlicher Teil der Belastung übertragen wird.In the area of contact between the stem 5 and the cancellous material 3, on the one hand, and between the edge 10 and the cortex material 4, on the other hand, the porous surface of the endoprosthesis 1 results in very solid bone incorporation into the porous structure of the surface and thus an intimate ver binding between endoprosthesis and bone. In the area of the pocket 12, on the other hand, the bone cement 16 essentially forms a supporting surface via which a substantial part of the load is transmitted.

Diese kombinierte Verankerung der Endoprothese in der Tibia führt zu einer dauerhaften und wirkungsvollen Verankerung der Endoprothese im Knochen, wobei Resorption des Knochens und Ausbildung bindegewebiger Zwischenschichten weitgehend vermieden werden.This combined anchoring of the endoprosthesis in the tibia leads to permanent and effective anchoring of the Endoprosthesis in the bone, with resorption of the bone and Formation of connective tissue intermediate layers largely be avoided.

Bei einer gegebenenfalls notwendigen Entfernung der Endo prothese 1 bei einem Revisionseingriff lädt sich die Endo prothese trotzdem ohne größere Knochenverluste von der Tibia lösen.If the endoprosthesis 1 is possibly removed during a revision procedure, the endoprosthesis is nevertheless able to be detached from the tibia without major bone loss.

Claims

1. Endoprosthesis to be placed on a tibial plateau with an edge supported on the cortex, optionally with a stem and optionally with further plunging into the cancellous bone, characterized in that the edge ( 10 ) has a porous surface ( 8 or 11 ) is provided and that the underside of the endoprosthesis ( 1 ) within the edge ( 10 ) is designed as a bearing surface ( 13 ) for bone cement ( 16 ).

2. Endoprosthesis according to claim 1, characterized in that the stem ( 5 ) and / or any existing projections are also provided with a porous surface ( 11 ).

3. Endoprosthesis according to claim 1 or 2, characterized in that in the area of the bearing surface ( 13 ) for the bone cement ( 16 ) at least one opening ( 14 , 15 ) is provided, from the underside of the endoprosthesis ( 1 ) to the latter Outside leads.

4. Endoprosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the edge ( 10 ), which is supported on the cortex ( 4 ), projects downward over the contact surface ( 13 ).

5. Endoprosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the support surface ( 13 ) has a smooth surface.

6. Endoprosthesis according to one of claims 1 to 4, characterized in that the bearing surface ( 13 ) has a structured or roughened surface.