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Brevets

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Numéro de publicationDE4421153 A1
Type de publicationDemande
Numéro de demandeDE19944421153
Date de publication14 déc. 1995
Date de dépôt10 juin 1994
Date de priorité10 juin 1994
Numéro de publication19944421153, 944421153, DE 4421153 A1, DE 4421153A1, DE-A1-4421153, DE19944421153, DE4421153 A1, DE4421153A1, DE944421153
InventeursCurt Dr Ing Kranz, Thorsten Dipl Ing Schmitz, Hans-Joachim Dr Ing Fischer
DéposantArtos Med Produkte
Exporter la citationBiBTeX, EndNote, RefMan
Liens externes: DPMA (Office allemand des brevets et des marques), Espacenet
Prodn. of hip joint endoprosthesis insertable in bone cavity of patient
DE 4421153 A1
Résumé
The prodn. involves shaping a surface and machineing is carried out to produce the required outline or local recesses. The elasticity of the prosthesis shaft (2), in the insertable region of the bone, is essentially matched to the elasticity of the adjacent bone (13). The machining is carried out using a machine tool system (23) with a tool (14'). The spatial movement coordinates of which are obtained using computer tomography, multiplex holography and/or nuclear-spin resonance tomography.
Revendications(14)  Langue du texte original : Allemand
1. Verfahren zur Herstellung einer in einen Knochen hohlraum einfügbaren, gebogenen und sich bezüglich Durch messer und Materialquerschnitt nach distal verjüngenden Hüftgelenk-Endoprothese aus einem Prothesen-Rohling unter individueller Anpassung an die Form des zur Implantation vorbereiteten Markraums des Knochens mittels spangebender Bearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in ebenfalls spangebender Bearbeitung eine profil- oder lokale Ausnehmungen erzeugende Oberflächen bearbeitung derart vorgenommen wird, daß die Elastizität des Prothesenschaftes ( 2 ) im in den Knochen einzufügenden Bereich im wesentlichen an die Elastizität des benachbar ten Knochens ( 13 ) angepaßt ist. 1. A method for producing a insertable into a bone cavity, bent and diameter and material cross section distally tapered hip joint endoprosthesis from a prosthesis blank with individual adaptation to the shape of the prepared for implantation medullary canal of the bone using chip machining, is in respect characterized that, in addition also in chip machining a profile or local recesses generating processing surfaces is made such that the elasticity of the prosthesis shaft (2) to be inserted into the bone in the area is substantially matched to the elasticity of the neigh th bone (13).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Bearbeitung durch eine Vorrichtung ( 23 ) mit einem Werkzeugs ( 14 ′) erfolgt, dessen räumliche Bewegungskoordinaten mittels 2. The method according to claim 1, characterized in that the machining by a device (23) with a tool (14 ') takes place, the spatial movement coordinates by means of
  • - Computer-Tomographie - Computer Tomography
  • - Multiplex-Holographie und/oder - Multiplex holography and / or
  • - Kernspin-Resonanz-Tomographie - Nuclear magnetic resonance imaging
gewonnenen dreidimensionalen Elastizitäts-Verteilung im Knochen ( 13 ) im Implantationsbereich abgeleitet werden. obtained three-dimensional elasticity distribution in bone (13) can be derived in the implanted region.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Elastizitätsverlauf längs der Achse ( 4 ) des Prothesenschaftes ( 2 ) durch das Einbringen von Profi lierungen ( 10 , 11 ) und/oder Ausnehmungen ( 7 , 8 ) erzeugt wird. 3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the necessary elasticity curve along the axis (4) of the prosthesis shaft (2) by the introduction of professional formulations (10, 11) and / or recesses (7, 8) is generated.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der Prothesenschaft ( 2 ) am proximalen Ende ( 2.3 ) an der lateralen Schmalseite ( 9 ) und am distalen Ende ( 2.1 ) an der medialen Schmalseite ( 6 ) mit einer im wesentlichen V-förmig ausgebildeten Ausnehmung ( 7 bzw. 8 ) versehen wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the prosthesis shaft (2) at the proximal end (2.3) on the lateral narrow side (9) and at the distal end (2.1) on the medial narrow side (6) with a substantially V- shaped recess (7 or 8) is provided.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Tiefe der proximal angeordneten Ausnehmung ( 7 ) nach distal und die Tiefe der distal angeordneten Ausnehmung ( 8 ) nach proximal abnimmt. 5. The method according to claim 4, characterized in that the depth of proximally arranged recess (7) in the distal direction and the depth of the distally disposed opening (8) decreases in the proximal direction.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Tiefe der Ausnehmung sich im wesentlichen kontinuierlich vermindert. 6. The method according to claim 5, characterized in that the depth of the recess decreases substantially continuously.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die mecha nische Bearbeitung des Prothesenrohling ( 1 ) in mehreren Schritten nacheinander durchgeführt wird. 7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the mechanical processing of the niche prosthesis blank (1) is carried out in several steps sequentially.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Prothesenschaft ( 2 ) nach der spangebenden Bearbeitung einer zusätzlichen Oberflächenbehandlung unterzogen wird. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the prosthesis shaft (2) is subjected to the cutting machining according to an additional surface treatment.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schaftoberfläche madre poriert wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that the shaft surface is Madre porated.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ei nem der vorangehenden Ansprüche, 10. A device for performing the method according ei NEM of the preceding claims,
gekennzeichnet durch characterized by
  • - eine elektronische Einrichtung ( 12 ), vorzugsweise Computer-Tomograph, zur dreidimensionalen Erfassung der Struktur, Dichte und Verteilung der Knochen substanz in einem für die Implantation einer Prothese vorgesehenen Bereich eines Knochens ( 13 ), - An electronic device (12), preferably computer tomography, three-dimensional recording of the structure, density and distribution of bone substance in a designated area for the implantation of a prosthesis of a bone (13),
  • - eine erste Einheit ( 17 ) für eine Verarbeitung der durch die Einrichtung ( 12 ) ermittelten Daten und der aus einem ersten Speicher ( 19 ) verfügbaren Daten über Festigkeitskennwerte der möglichen Knochensubstanzen zwecks Ermittlung der dreidimensionalen Elastizitäts verteilung im Knochens ( 13 ) innerhalb des Implan tationsbereichs, - A first unit (17) available for processing by the device (12) determined data and from a first memory (19) data on strength characteristics of possible bone substances for the purpose of determining the three-dimensional elasticity distribution in bone (13) tationsbereichs within the implant .
  • - eine zweite Einheit ( 16 ) zur Ermittlung der Steuerungs-Kennwerte für das Werkzeug ( 14 ′) einer Vorrichtung ( 23 ) zur spanenden Bearbeitung eines ana tomisch angepaßten Prothesenrohlings ( 1 ), welche die von der ersten Rechner-Einheit ( 17 ) ermittelten Datenmengen und die in einem zweiten Speicher ( 18 ) vorhandenen Datenmengen über die Raumgeometrie des anatomisch angepaßten Prothesenrohlings, mechanische Kennwerte, wie die Flächenträgheitsmomente einer Vielzahl von Querschnittprofilen und die Festig keitswerte der für Hüftgelenk-Endoprothesen typischer Materialzusammensetzungen verarbeitet und - A second unit (16) for determining the control parameters for the tool (14 ') of a device (23) for machining a ana Tomisch adapted prosthesis blank (1) which of the first computer unit (17) determined amounts of data and in a second memory (18) existing data sets on the spatial geometry of the anatomically adapted prosthesis blank, mechanical properties, such as moments of area for a variety of cross-sectional profiles and Festig ness values of the processed for hip joint endoprostheses typical material compositions and
  • - eine Anordnung ( 23 ) mit einem Werkzeug ( 14 ) nebst dazugehöriger Steuerung ( 15 ) zur mechanischen Bear beitung des Prothesenrohlings ( 1 ). - An arrangement (23) with a tool (14) together with the related control unit (15) for mechanical processing Bear of the prosthesis blank (1).
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß als Bearbeitungs- Einrichtung ( 23 ) eine CNC-Werkzeugmaschine vorgesehen ist. 11. The device according to claim 10, characterized in that there is provided as a processing device (23) comprises a CNC machine tool.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß die CNC-Maschine ( 23 ) eine Fräs-Einrichtung ( 14 ) aufweist. 12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the CNC machine (23) comprises a milling device (14).
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß der Fräser ( 14 ′) kegel- oder keilförmig ausgebildet ist. 13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the mill (14 ') is conical or wedge-shaped.
Description  Langue du texte original : Allemand

Die Erfindung betrifft ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art und bezieht sich auf die Herstellung einer individuell, mehrdimensional zu gestal tenden Schaftprothese, insbesondere Hüftgelenksprothese. The invention relates to a method specified in the preamble of claim 1 and type refers to the production of an individual, multi-dimensional decor with dark border to stem prosthesis, particularly hip joint prosthesis.

Aus der DE-OS 32 13 434 und der EP-A1 0 093 869 sind Ver fahren zur Herstellung individuell angepaßter Prothesen nebst den verfahrensgemäß hergestellten Implantaten be kannt. DE-OS 32 13 434 and EP-A1 0093869 United are methods for producing individually adapted prostheses besides the implants prepared by the process be known. Die in den vorstehend genannten Veröffentlichungen beschriebenen Verfahren lassen sich zwar bei Anwendung der Computer-Tomographie oder holographischer Verfahren bzw. der Kernspin-Resonanztechnik mit Computerhilfe weitgehend automatisieren und unter industriell günstigen Gesichts punkten durchführen, sie weisen aber den erheblichen Nach teil auf, daß die verfahrensgemäß hergestellten Implantate nur unter Berücksichtigung der Anatomie einen optimalen Sitz in oder auf einem als Verankerung dienenden Knochen bei Wahrung der Knochenstruktur ermöglichen. The methods described in the above publications can indeed when using the computer tomography or holographic method and the nuclear spin resonance technique largely automated with the help of computers and perform points under industrially favorable face, but they have some of the significant According to that method in accordance with allow implants produced only taking into account the anatomy of a perfect fit in or on a serving as anchoring bones in preserving the bone structure. Die für den langfristig sicheren und festen Sitz einer Prothese be deutsame gleichmäßige Belastungsverteilung bleiben unbe rücksichtigt. The be for the long term, secure fit a prosthesis significant common uniform load distribution are not taken into blank. Dadurch sind Relativbewegungen im Grenzbe reich zwischen Implantat und Knochenmaterial, welche frü her oder später - auch bei normaler Belastung der Prothese - in nachteiliger Weise zu Lockerungserscheinungen in der Prothesenverankerung führen, nicht vermeidbar. Thereby, relative movements in Grenzbe range between implant and bone material, which bre ago or later - even at normal load of the prosthesis - lead disadvantageously to relaxation phenomena in the prosthesis anchoring, unavoidable.

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu entwickeln, mit welchem verbesserte Prothesen herstellbar sind, bei denen nach erfolgter Implantation - auch bei starker mechanischer Belastung - eine erheblich geringere Gefahr besteht, daß eine Lockerung in der Verankerung der Prothese eintritt. Based on the deficiencies of the prior art, the present invention seeks to develop a method of the type mentioned, are compatible with which improved prostheses produced, which after implantation - even with strong mechanical stress - a significantly lower risk of a relaxation in the anchoring of the prosthesis occurs.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This object is achieved with the characterizing features of claim 1.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß an Grenz flächen, an denen aus unterschiedlichen Werkstoffen beste hende Körper aneinanderliegen, dann keine Relativ-Bewe gungen auftreten, wenn die dreidimensionale Elastizitätsver teilung in den einzelnen Körpern in dem betrachteten Be reich im wesentlichen die gleiche Größe aufweist. The invention includes the observation that surfaces at interfaces where made of different materials abut best rising body, then there is no relative Motion Detect conditions occur when the three-dimensional Elastizitätsver distribution in the various bodies in the observed Be rich in substantially the same size ,

Entsprechend der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Prothesenrohling, welcher in seiner äußeren Form dem für eine Implantation vorbereiteten Markraum des entsprechenden Knochens angepaßt worden ist, einer zusätz lichen Bearbeitung unterzogen, um die Elastizität des Prothesenschaftes längs seiner Achse der räumlichen Ver teilung der Elastizitätswerte anzupassen, welche das den Prothesenschaft umgebende Knochenmaterial im vorgesehenen Implantationsbereich aufweist. According to the preferred embodiment of the invention, a prosthesis blank, which in its outer shape to the prepared for implantation medullary canal of the corresponding bone has been adapted, subjected to additional current machining to adjust the elasticity of the prosthesis shaft along its axis of the spatial Ver distribution of the elasticity values, which has the bone surrounding the prosthesis shaft in the intended area of implantation. Die Bearbeitung der Ober fläche, insbesondere der Mantelfläche des Schafts des Prothesenrohlings erfolgt durch, vorzugsweise spangebenden Materialabtrag. The machining of the upper surface, especially the circumferential surface of the stem of the prosthesis blank is carried out by, preferably chip-removal of material.

Die Daten zur Steuerung des Werkzeugs, welches die Ober fläche des Prothesenrohlings bearbeitet, werden aus den patientenspezifischen Daten über die dreidimensionale Ela stizitätsverteilung in dem Bereich des Knochens, welcher für die entsprechende Implantation vorbereitet worden ist, gewonnen. The data for controlling the tool which processes the upper surface of the prosthesis blank, are prepared from the patient-specific data on the three-dimensional Ela stizitätsverteilung in the area of the bone, which has been prepared for the corresponding implantation obtained. Dazu wird ein Computer-Tomogramm des vorgenann ten Knochenbereichs angefertigt, um ua die Knochenbe schaffenheit, die Dichteverteilung und die Wandungsstärke in axialer und radialer Erstreckung zu ermitteln. For this purpose, a CT scan of the bone th vorgenann range is made to provide comprehensive, inter alia, the Knochenbe to determine the density distribution and the wall thickness in the axial and radial extent. Diese Werte werden datentechnisch geeignet aufbereitet und einer ersten Rechner-Einheit zur Verfügung gestellt, welche mit einem ersten externen Speicher verbunden ist. These values are technically suitable data processed and a first computer unit provided which is connected to a first external memory. Dieser Spei cher enthält als ergänzende Daten die mittleren, insbeson dere altersabhängigen Festigkeitswerte für die möglichen Modifikationen des Knochenmaterials sowie die Berechnungs algorithmen für weitere mechanische Kenngrößen. This mo ry contains supplementary data as the medium, in particular age-dependent resistance values for the possible modifications of the bone material and the calculation algorithms for other mechanical characteristics. Aus dieser insgesamt vorliegenden Datenmenge wird in der ersten Rechner-Einheit die dreidimensionale Elastizitätsvertei lung rechnerisch ermittelt und in den Arbeitsspeicher ei ner zweiten Rechner-Einheit übertragen. Out of this total amount of data present the three-dimensional Elastizitätsvertei ment is determined by calculation and transfer into memory egg ner second computer unit in the first computer unit. Mit dieser Rechner-Einheit ist ein zweiter externer Speicher verbun den, in welchem ua die Daten der Raumgeometrie des an atomisch angepaßten Prothesenrohlings, mechanische Kenn werte, wie die Flächenträgheitsmomente einer Vielzahl von Querschnittprofilen und die Festigkeitswerte der für Hüftgelenk-Endoprothesen typischer Materialzusammensetzun gen. Die der zweiten Rechner-Einheit zur Verfügung stehen den Datenmengen werden zur Ermittlung der Kennwerte ver wendet, um eine Steuerung zu aktivieren, welche das Werk zeug zur spanenden Bearbeitung des Prothesenrohlings an treibt. Use this calculator unit, a second external memory is verbun that in which, inter alia, values the data of the spatial geometry of the adapted to atomically prosthesis blank, mechanical properties, such as moments of area for a variety of cross-sectional profiles and strength values typical for hip joint endoprostheses Materialzusammensetzun conditions. The the second computer unit available to the amount of data to determine the characteristics ver used to activate a controller that drives the work tool for machining of the prosthesis blank on.

Die Bearbeitung der Oberfläche des Prothesenschafts des vorgefertigten Rohlings erfolgt derart, daß die räumliche Elastizitätsverteilung im Prothesenschaft und in dem ihn umgebenden Knochenmaterial im wesentlichen die gleiche Größe aufweist, so daß in vorteilhafter Weise im Grenzbe reich zwischen Schaft und Knochen bei mechanischer Bela stung der Prothese keine Relativbewegungen auftreten. The processing of the surface of the prosthesis stem of the unfinished piece is performed such that the spatial elasticity distribution is the same size in the prosthetic socket in the bone material surrounding it substantially, so that in an advantageous manner in Grenzbe rich not between stem and bone under mechanical loading Stung of the prosthesis relative movements occur. Da durch wird eine mit erheblichen Folgeproblemen verbundene Lockerung des Schaftes der implantierten Endoprothese un terbunden. As a consequence of problems associated with significant loosening of the stem of the implanted stent by un is terbunden.

Die Bearbeitung der Oberfläche des im wesentlichen blatt artig ausgebildeten Prothesenschafts erfolgt entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine (CNC-Maschine), wobei sowohl die mediale und laterale Schmalseite des Prothesenschaftes, als auch die nach anterior bzw. nach posterior gerichtete Schaftseite entsprechend den jeweils vorliegenden Bedingungen (Elastizität und Festigkeit des zur Implantation vorbereiteten Knochens) spangebend bearbeitet werden können. The machining of the surface of the substantially sheet-like prosthesis stem is done according to an advantageous development of the invention by means of a numerically controlled machine tool (CNC) machine, wherein both the medial and lateral narrow side of the prosthesis stem, as well as the directed anteriorly or posteriorly shaft side (elasticity and strength of the prepared for implantation bone) can be edited machined according to the conditions present in each case. Als Werkzeug ist ein sich zu seiner Spitze hin verjüngender, vorzugsweise kegelförmig ausgebildeter Fräser günstig. The tool is a tapering down to its tip, preferably conical cutter trained low. Mit ihm können ohne beson deren Aufwand nutenförmige, sich im wesentlichen parallel zur Schaftachse erstreckende Ausnehmungen oder Profi lierungen auf der Oberfläche des Prothesenschafts erzeugt werden, welche ein im wesentlichen keilförmiges Quer schnittsprofil aufweisen und sich in radialer Richtung verbreitern. It allows without special groove shaped their effort to formulations parallel to the shaft axis extending recesses or professional essentially be generated on the surface of the prosthesis shaft having a substantially wedge-shaped cross-sectional profile and broaden in the radial direction.

Bei der Anpassung der elastischen Eigenschaften des Prot hesenschaftes hat es sich als besonders günstig erwiesen, im proximalen Schaftbereich auf der lateralen Schmalseite und im distalen Schaftbereich auf der medialen Schmalseite des Prothesenschaftes eine keilförmige Ausnehmung vorzuse hen, welche jeweils nach distal bzw. nach proximal auslau fen, wobei die Tiefe der Ausnehmungen kontinuierlich ab nimmt und die grundsätzliche Form des Prothesenschaftes beibehalten wird. When adjusting the elastic properties of the Prot hesenschaftes it has proven to be particularly favorable vorzuse hen a wedge-shaped recess in the proximal shaft area on the lateral narrow side and in the distal shaft area on the medial narrow side of the prosthesis shaft, which fen each distally or proximally otherwise leak wherein the depth of the recesses continuously decreases, and the general shape of the prosthesis stem is retained. Für besondere räumliche Elastizitätsver teilungen kann an Stelle der im proximalen Schaftbereich an der Lateralseite befindlichen Ausnehmung eine Mehrzahl keilförmiger, nach distal auslaufender Nuten vorgesehen werden. For special spatial distributions can Elastizitätsver are wedge-shaped, provided distally expiring grooves instead of the recess located on the lateral side of the proximal shaft portion, a plurality.

Die nach anterior bzw. posterior gerichteten Breitseiten des blattartig ausgebildeten Prothesenschaftes werden ver fahrensgemäß mit einer Mehrzahl sich parallel zur Schaft achse und im wesentlichen parallel zueinander erstrecken der Nuten versehen. The anterior and posterior facing broad sides of the sheet-like prosthetic socket are ver drive according to a plurality axis is parallel to the shaft and substantially parallel to the grooves extend provided. Sie weisen ein keilförmiges Quer schnittsprofil auf und nehmen in Richtung zu den Schmal seiten des Prothesenschaftes in der maximalen Tiefe ab. They have a wedge-shaped cross-sectional profile and to take in direction of the narrow sides of the prosthesis shaft in the maximum depth.

Für die Verbesserung der Haftung bzw. des Einwachsens von Knochenmaterial in die Schaftoberfläche ist gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfah rens günstig, die Schaftoberfläche nach der spangebenden Bearbeitung anzurauhen. To improve the adhesion and ingrowth of bone material in the shaft surface is referred to an additional development of the procedural inventive method favorable to roughen the shaft surface after cutting machining. Besondere Vorteile sind in dieser Hinsicht bei madreporierten Oberflächen zu erwarten. Particular advantages are to be expected in this regard in madreporierten surfaces.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Advantageous developments of the invention are characterized in the dependent claims Un and are described in greater detail below together with the description of the preferred embodiment of the invention with reference to FIGS. Es zeigen: In the drawings:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines verfahrens gemäß zu bearbeitenden Prothesenrohlings in Ansicht von der Seite, Fig. 1 is a schematic representation of a method to be processed in accordance with the prosthesis blank in a view from the side,

Fig. 2 die schematische Darstellung der Ansicht eines Schnittes längs der Linie A . Fig. 2 is a schematic representation of a sectional view taken along the line A. . , . , A in Fig. 1 bei der bevor zugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bearbeiteten Prothesenrohlings, A in Fig. 1 for the prior ferred embodiment of the present invention edited prosthesis blank,

Fig. 3 die schematische Darstellung der Ansicht eines Schnittes längs der Linie A . Fig. 3 is a schematic representation of a sectional view taken along the line A. . , . , A in Fig. 1 bei einem in einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des erfin dungsgemäß bearbeiteten Prothesenrohlings, A in Fig. 1, in an advantageous in another embodiment of the inventions tion processed according prosthesis blank,

Fig. 4 die schematische Darstellung der Ansicht eines Schnittes längs der Linie B . Fig. 4 is a schematic representation of a sectional view taken along the line B. . , . , B in Fig. 1 bei der bevor zugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bearbeiteten Prothesenrohlings, B in Fig. 1 for the prior ferred embodiment of the present invention edited prosthesis blank,

Fig. 5 die schematische Darstellung der Ansicht eines Schnittes längs der Linie C . Fig. 5 is a schematic representation of a sectional view taken along the line C. . , . , C in Fig. 1 bei der bevor zugten Ausführungsform des erfindungsgemäß bearbeiteten Prothesenrohlings sowie C in Fig. 1 as well as in before ferred embodiment of the present invention edited prosthesis blank

Fig. 6 die schematisierte Darstellung einer vorteilhaf ten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 6 shows the schematic representation of a vorteilhaf th embodiment of apparatus for carrying out the method according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen Prothesenrohling 1 in Ansicht von der Seite, welcher einen Prothesenhals 3 mit einer Längsachse 5 und einen sich nach distal verjüngenden, leicht geboge nen Prothesenschaft 2 mit einer Längsachse 4 aufweist. Fig. 1 shows a prosthesis blank 1 in side view, having a prosthesis neck 3 having a longitudinal axis 5 and a tapering distally, slightly curv nen prosthesis shaft 2 with a longitudinal axis 4. Dieser Prothesenrohling 1 ist durch mechanische Bear beitung in seinen äußeren Abmessungen, insbesondere die des Prothesenschaftes, an die anatomischen Gegebenheiten des für eine Implantation vorbereiteten Knochenabschnitts angepaßt. This prosthesis blank 1 is processing by mechanical Bear in its external dimensions, in particular the prosthesis shaft adapted to the anatomy of the bone prepared for implantation section. Die im wesentlichen glatten Oberflächen des distalen Bereichs 2.1 , des mittleren Abschnitts 2.2 und des proximalen Bereichs 2.3 des Prothesenschaftes 2 werden durch spangebende Weiterbearbeitung derart profiliert, daß die dreidimensionale Elastizitätsverteilung im Schaft des Prothesenrohlings in längs seiner Achse 4 der Elastizi tätsverteilung in dem zur Implantation vorbereiteten Knochenabschnitt entspricht. The substantially smooth surface of the distal portion 2.1 of the central section 2.2 and the proximal portion 2.3 of the prosthesis stem 2 are profiled by means of metal-removing further processing such that the three-dimensional elasticity distribution tätsverteilung in along its axis 4 of the Elastizi in the shank of the prosthesis blank prepared in the implantation bone portion corresponds.

Die Schnittdarstellung gemäß Fig. 2 zeigt schematisiert das Querschnittsprofil im proximalen Bereich 2.3 des im wesentlichen blattartig ausgebildeten Schaftes der Prothese 1 . The sectional view of FIG. 2 shows schematically the cross-sectional profile in the proximal region of 2.3 substantially sheet-like stem of the prosthesis. 1 Die mediale Schmalseite 6 weist eine glatte Oberfläche auf, wogegen die laterale Schmalseite 9 des Schaftbereiches 2.3 mit einer Ausnehmung 7 versehen ist. The medial narrow side 6 has a smooth surface, whereas the lateral narrow side 9 of the shaft portion is provided with a recess 7 2.3. Die Ausnehmung 7 ist in herstellungsgünstiger Weise keilförmig ausgebildet. The recess 7 is wedge-shaped in Preparation effective manner. Sie erstreckt sich in Richtung der Schaftachse und nimmt in der Tiefe von proximal nach distal kontinuierlich ab. It extends in the direction of the shaft axis and increases in the depth continuously decreases from proximal to distal.

In Anpassung an eine andere dreidimensionale Elastizitäts verteilung im Knochen wird gemäß Fig. 3 an der lateralen Schmalseite im proximalen Schaftbereich 2.3 der Prothese 1 eine Profilierung mit mehreren, im wesentlichen keilförmig ausgebildeten Ausnehmungen 10 eingearbeitet. In adjustment to a different three-dimensional elasticity distribution in bone is shown in FIG. 3 on the lateral narrow side of the proximal stem region 2.3 of the prosthesis 1 a profiling with several incorporated substantially wedge-shaped recesses 10. Die Ausneh mungen 10 nehmen in der Tiefe von proximal nach distal kontinuierlich ab und erstrecken sich - parallel neben einanderliegend - nahezu parallel zur Achse des Prothe senschaftes. The provisions Ausneh 10 take in depth from proximal to distal from continuous and extend - parallel side by side - almost parallel to the axis of the prosthetic senschaftes. Je nach der erforderlichen dreidimensionalen Elastizitätsverteilung weist das anfängliche Tiefenmaß der einzelnen Ausnehmungen eine unterschiedliche Größe auf. Depending on the required elasticity of the three-dimensional distribution, the initial depth of the individual recesses differ in size.

Eine mögliche Gestaltung der nach anterior bzw. nach posterior weisenden Seiten der Schaftoberfläche in dem zwischen dem distalen Bereich 2.1 und dem proximalen Bereich 2.3 befindlichen Schaftabschnitt 2.2 ist in Fig. 4 als Ansicht eines Schnittes längs der Linie B . A possible design of the anterior and posterior facing sides of the shaft surface in which is located between the distal region and the proximal region 2.1 2.3 2.2 shaft portion in FIG. 4 as a sectional view taken along the line B. . , . , B gemäß Fig. 1 schematisch dargestellt. B of FIG. 1 is shown schematically. Sowohl die mediale als auch die laterale Schmalseite 6 , 9 des mittleren Schaftabschnittes 2.2 weisen eine glatte Oberfläche auf. Both the medial and the lateral narrow side 6, 9 of the central shaft section 2.2 have a smooth surface. Die nach posterior und nach anterior weisende Schaft seite ist jeweils mit einer Profilierung aus mehreren, keilförmig ausgebildeten Ausnehmungen 11 , deren Tiefe von medial nach lateral zuerst zu- und dann wieder abnimmt. The posteriorly and anteriorly oriented shaft side respectively with a profile of several wedge-shaped recesses 11, the depth of the media first increases and then decreases by laterally again. Die Ausnehmungen 11 erstrecken sich - parallel - im we sentlichen in Richtung der Schaftachse und nehmen sowohl nach distal als auch nach proximal in ihrer Tiefe konti nuierlich ab. The recesses 11 extend - parallel - in we sentlichen toward the shaft axis and take both distally and proximally in depth continu ously from.

Fig. 5 zeigt als Ansicht eines Schnittes längs der Linie C . FIG. 5 shows, as a sectional view taken along the line C. . , . , C gemäß Fig. 1 das Querschnittsprofil des distalen Schaftabschnitts 2.1 der Prothese 1 . C of Fig. 1, the cross-sectional profile of the distal shaft section 2.1 of the prosthesis. 1 Zur Anpassung an die notwendige Elastizitätsverteilung ist bei glatter Oberflä che an der lateralen Schmalseite 9 an der medialen Schmal seite 6 eine keilförmige Ausnehmung 8 eingearbeitet. To adapt to the necessary elasticity distribution, a wedge-shaped recess 8 is incorporated with a smooth surface on the lateral Oberflä narrow side 9 on the medial narrow page 6. Die Ausnehmung 8 läuft nach proximal aus, wobei ihre Tiefe kontinuierlich abnimmt. The recess 8 runs after from proximal, their depth decreases continuously.

Die in Fig. 6 als Blockschaltbild schematisiert dar gestellte Vorrichtung zur Herstellung von einer in ihrer dreidimensionalen Elastizitätsverteilung an den zur Im plantation vorgesehenen Knochenbereich 13 angepaßte Hüftgelenk-Endoprothese 1 weist eine elektronische Ein richtung 12 , vorzugsweise Computer-Tomograph, zur dreidi mensionalen Erfassung der Struktur, Dichte und Verteilung der Knochensubstanz in einem für die Implantation einer Prothese vorgesehenen Bereich des Knochens 13 auf. In Fig. 6 in block diagram schematically shows asked apparatus for producing a three-dimensional in its elasticity distribution at the matched to the plantation provided bone region 13 hip-joint endoprosthesis 1 has an electronic A device 12, preferably computer-tomograph for dreidi-dimensional detection of the structure , density and distribution of bone substance in a designated area for the implantation of a prosthesis to the bone 13. Sie en thält eine Strahlungsquelle 22 und eine entsprechende Empfangseinrichtung 21 und einen Wandler 20 , um die Meß daten verarbeitungsgerecht in eine erste Rechner-Einheit 17 für die Verarbeitung der durch die Einrichtung 12 er mittelten Daten und der aus einem ersten Speicher 19 ver fügbaren Daten über Festigkeitskennwerte der möglichen Knochensubstanzen zwecks Ermittlung der dreidimensionalen Elastizitätsverteilung im Knochens 13 innerhalb des Implantationsbereichs einspeisen zu können. You con tains a radiation source 22 and a corresponding receiver 21 and a transducer 20, the measurement data processing just about in a first computer unit 17 for processing through the establishment of 12 he transmitted data and the ver of a first memory 19 available data Strength parameters of possible bone substances for the purpose of determining the three-dimensional elasticity distribution to be able to feed in the bone 13 within the implantation area.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist darüber hinaus eine zweite Rechner-Einheit 16 zur Ermittlung der Steuerungs- Kennwerte für eine CNC-Werkzeugmaschine 23 auf. The inventive device further has a second computer unit 16 to determine the control parameters for a CNC machine tool 23. Hier wer den die von der ersten Rechner-Einheit 17 ermittelten Da tenmengen und die in einem zweiten Speicher 18 vorhandenen Datenmengen über die Raumgeometrie eines anatomisch ange paßten Prothesenrohlings, mechanische Kennwerte, wie die Flächenträgheitsmomente einer Vielzahl von Querschnitts profilen und die Festigkeitswerte der für Hüftgelenk- Endoprothesen typischer Materialzusammensetzungen verar beitet, um die spangebende Bearbeitung des anatomisch an gepaßten Prothesenrohlings 1 vornehmen zu können. Here who the identified by the first computer unit 17 Since volumes of data and existing in a second memory 18 volumes of data on the spatial geometry of an anatomically fitted prosthesis blank, mechanical properties, such as profiles moments of area for a variety of cross-section and the strength values for hip joint endoprostheses typical material compositions proces processed for use in cutting of being able to make to anatomically fitted prosthesis blank 1. Die Steuerung 15 koordiniert die dreidimensionalen Schrittbe wegungen einer Fräs-Einrichtung 14 , deren Fräser 14 ′ kegel- oder keilförmig ausgebildet ist. The controller 15 coordinates the three-dimensional movements Schrittbe a milling device 14, the cutter 14 'conical or wedge-shaped. Dadurch ist ohne zusätzliche Vorkehrungen eine mehrstufige Bearbeitung der Schaftoberfläche der Prothese 1 möglich. This makes is possible without additional precautions multistage machining of the shaft surface of the prosthesis 1.

Durch die vielseitigen Gestaltungsmöglichkeiten des Prot hesenschaftes mittels spanabgebender Bearbeitung der late ralen, der medialen, der nach anterior bzw. nach posterior weisenden Seitenfläche des Prothesenschaftes ist die drei dimensionale Elastizitätsverteilung längs des Schaftes der Prothese in vorteilhafter Weise an die entsprechenden lokalen Elastizitätswerte im Material der Wandung des zur Implantation ausgewählten Knochenbereiches weitestgehend anpaßbar, wodurch ein langjähriger fester Sitz des Implan tats im Knochen wegen der nahezu vollständigen Unterdrückung von Relativbewegungen im Grenzbereich zwischen Im plantat und Knochen bei normaler Belastung der Prothese gewährleistet. By the versatile design options of Prot hesenschaftes by spanabgebender processing of late ral, the media, which is anteriorly or posteriorly facing side surface of the prosthesis stem the three dimensional elasticity distribution along the shaft of the prosthesis in an advantageous manner to the appropriate local elasticity values in the material of the wall for implantation of the selected bone area largely adaptable, making a long-term firm fit of the implant ensures tats in the bone due to the almost complete suppression of relative movements in the border area between the implant and bone under normal load of the prosthesis.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei spiel. The invention is not limited in its embodiment to the above-described preferred Ausführungsbei game. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Rather, a number of variants is conceivable that make use of the illustrated solution even in fundamentally different embodiments.

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