Patentanme ldungPatent application
des Herrnof the Lord
Dr. Esfandiar Shahrestani, 5 Köln-Sülz, Luxemburger Str.Dr. Esfandiar Shahrestani, 5 Köln-Sülz, Luxemburger Str.
"Endoprothese, insbesondere für Hüftgelenke""Endoprosthesis, especially for hip joints"
Die Erfindung betrifft eine Endoprothese, insbesondere für Hüftgelenke j bestehend aus einem künstlichen Gelenkkopf,der an dem zugehörigen Knochen befestigt wird und sich indie Gelenkpfanne legt.The invention relates to an endoprosthesis, in particular for hip joints j consisting of an artificial joint head,which is attached to the associated bone and is inthe socket.
Es sind bereits Endoprothesen dieser Art bekannt, die beiOberschenkelhalsbrüchen/als Ersatz für aen zerstörten odermit dem Femur nicht mehr zusammenwachsenden Gelenkkopf auf operativem Wege eingesetzt und durch lange Stifte mit demOberschenkelknochen verbunden werden. Diese bekannten Gelenkköpf θ, dit gewöhnlich aua korrosionsbeständigem Metall be-There are already endoprostheses of this type known that atFemoral neck fractures / as a replacement for aen destroyed orThe joint head, which no longer grows together with the femur, is surgically inserted and through long pins with theThighbones are connected. This known joint head θ, which is usually made of corrosion-resistant metal
stehen, übertragen die "beim Gehen und Laufen erzeugtenStöße unmittelbar auf die Gelenkpfanne. Handelt es sichum eine Teilprothese, wo die natürliche Gelenkpfanne nocherhalten ist, führt die unmittelbare Reibung zwischen Metall und Knochen schon nach verhältnismäßig kurzer Zeitzur Zerstörung der Gelenkpfanne. Die ständigen Stöße undReibungskräfte haben ferner eine Sensibilisierung der Pfanne, eine Lockerung der Prothese im Oberschenkelschaft,die Bildung·von Knochenwucherungen, evtl. den Einbruchder Pfanne ins Becken zur lolge.stand, transmit the "generated by walking and runningImpacts directly on the socket. Is ita partial denture where the natural socket is stillis preserved, the direct friction between metal and bone leads to a relatively short timeto destroy the joint socket. The constant bumps andFrictional forces also sensitize the socket, loosen the prosthesis in the thigh shaft,the formation of bone growths, possibly the collapsethe pan into the basin.
Bei Vollprothesen, bei denen auch,die Gelenkpfanne durch eineMetallschale ausgekleidet oder ersetzt ist, werden die Stöße und Druckbeanspruchungen über die Befestigungsmittel derkünstlichen Gelenkpfanne in den Beckenknochen eingeleitet. Durch die ständigen Stöße beim Gehen und Lauf en wird dieGelenkpfanne nach und nach locker* Durch Reibung kommt eszu einer Sensibilisierung des Beckenknochens und zu einerfortschreitenden Entwicklung von Knochenwucherungen, die dem Prothösenträger bei jeder Beinbewegung mit der Zeitständig steigende Schmerzen verursachen. Der gleiche Prozeß spielt sich auch im Oberschenkelschaft ab.With full dentures, which also have the joint socket through aMetal shell is lined or replaced, the shocks and compressive stresses on the fastening means of theartificial joint socket introduced into the pelvic bone. Due to the constant bumps when walking and running, theJoint socket gradually loose * It comes from frictionto a sensitization of the pelvic bone and to athe progressive development of bone growths that over time affect the wearer of the prosthesis with every leg movementcause ever increasing pain. The same process also takes place in the thigh shaft.
Aufgabe der Erfind\fg ist es» diese Nachteile zu vermeidenund ©ine Endoprothese zu schaffen, mit der Stöße im GelenkIt is the task of the invention to avoid these disadvantagesand to create an endoprosthesis, with the impact in the joint
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weitgehend absorbiert; werden Und eine Sensibilisierung derGelenkpfanne und die hiermit verbundene Schmerzentwicklungvermieden oder doch wenigstens stark gemindert wird.largely absorbed; and be an awareness of theJoint socket and the associated pain developmentavoided or at least greatly reduced.
Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß der Gelenkkopf aus zwei in axialer Richtung ineinander verschiebbaren Teilen besteht, zwischen denen stoßabsorbierende Federelemente angeordnet sind.This object is achieved with the invention in that the joint head consists of two parts which can be displaced into one another in the axial direction and between which shock-absorbing spring elements are arranged.
Durch diese Ausgestaltung wird die direkte Übertragung vonStoßen der Gliedmaßen über den Gelenkkopf auf die Gelenkpfanne vermieden, da die Stoßenergie im Innern des Gelenkkopfesabsorbiert wird. Gleichzeitig erlangen die mit derProthese versehenen Gliedmaßen eine gewisse Elastizität,die innerhalb gewisser Grenzen eine Stauchung des Beines oder Armes in axialer Sichtung ermögliche».This configuration enables the direct transmission ofHitting the limbs over the joint head on the joint socket is avoided, since the impact energy is inside the joint headis absorbed. At the same time, those with theProsthetic limbs have a certain elasticity,which within certain limits enables a compression of the leg or arm in an axial view ».
Nach der Erfindung wird der eine Teil des Gelenkkopfes voneinem mit dem Knochen fest verbundenen Kolben und der andereTeil des Gelenkkopfes von einem über den Kolben passenden Zylinder gebildet, der an seinem der Kolbenstirnflächeabgewandten Ende eine Gelenkkalotte trägt, deren Innenraum von dem Zylinderraum durch einen Zwischenboden getrennt ist.In dem Zylinderraum ist eine Flüssigkeit angeordnet, die durch in dem Zwischenboden vorgesehene Zuflußkanäle in denInnenraum der Gelenkkalotte eintreten und durch Abflußkanäle im Zwischenboden in den Zylinderraum zurückfließen kann.According to the invention, one part of the joint head is ofone piston firmly attached to the bone and the otherPart of the joint head is formed by a cylinder that fits over the piston and is attached to the piston faceopposite end carries a joint cap, the interior of which is separated from the cylinder space by an intermediate floor.In the cylinder space, a liquid is arranged, which through supply channels provided in the intermediate floor into theEnter the interior of the joint cap and flow back into the cylinder space through drainage channels in the intermediate floor.
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Ala FedeieLement ist in dem Innenraum der Gelenkkalotte eingeschlossener und zusammendrückbarer Gasraum angeordnet,der von der in den Innenraum eindringenden Flüssigkeit be-11aufschlagt wird. Wird der Kolben gegen die Flüssigkeit imZyiinderraum verschoben, so strömt diese durch die Zuflußkanäle in den Innenraum der Gelenkkalotte, wodurch das hiereingeschlossene Gas bis zum Gleichgewicht der Kräfte komprimiert wird. Die Druckübertragung vom Gelenkkopf auf dieφ , Gelenkpfanne erfolgt also nicht stoßweise, sondern gleichmäßiger, als bei einem mit dem Knochen starr verbundenenkünstlichen Gelenkköpf. Wird dann das mit der Prothese versehene Glied entlastet, so wird die in den Innenraum derGelenkkalotte eingedrungene Flüssigkeit unter dem Druck des komprimierten Gases durch die Abflußkanäle wieder in denZylinderraum gedruckt, wobei der infolge der Entlastung zurückweichende Kolben im Zylinderraum einen unterdrück erzeugt,der den Rückfluß der Flüssigkeit erleichtert.Ala FedeieLement is arranged a closed and compressible gas space in the interior of the Gelenkkalotte, the description of the invading fluid into the interior space11 is aufschlagt. If the piston is displaced against the liquid in the cylinder space, it flows through the inflow channels into the interior of the joint cap, whereby the gas enclosed here is compressed until the forces are in equilibrium. The pressure transfer from the joint head to the φ, joint socket does not take place intermittently, but more evenly than with an artificial joint head rigidly connected to the bone. If the limb provided with the prosthesis is then relieved of pressure, the liquid that has penetrated into the interior of the joint cap is forced back into the cylinder chamber under the pressure of the compressed gas through the discharge channels, the piston receding as a result of the relieving generating a negative pressure in the cylinder chamber, which causes the Facilitates reflux of the liquid.
Die Zuflußkanäle und die Abflußkanäle in dem Zwischenbodenkönnen durch Rückschlagventile verschlossen sein. Je nachder Intensität des Stoßes geben diese Rückschlagventile einen mehr oder weniger großen Durchflüßquerschnitt frei.The inflow channels and the outflow channels in the false floorcan be closed by non-return valves. Depending onthe intensity of the shock, these check valves release a more or less large flow cross-section.
In dem Zwischenboden ist ferner zweckmäßig mindestens ein ständigOffener Druckausgleichekanal angeordnet, der denIn addition, at least one continuously open pressure equalization channel is expediently arranged in the intermediate floor, which
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Zylinderraum mit dem Innenraum der Gelenkkalotte verbindet.Hierdurch, wird ein vollständiger Rückfluß der in den Innenraum der Gelenkkalotte eingedrungenen Flüssigkeit auch dannerreicht, wenn die Spannung des Gases im Innenraum der Gelenkkalottenicht ausreicht, um die Flüssigkeit in den Zylinderraumzurückzudrücken. Der Druckausgleichskanal erlaubt ferner eine allmähliche Verschiebung des Kolbens imZylinder, wenn das mit der Erothese versehene Glied nur ganz allmählich belastet wird, beispielsweise wenn beim Stehendas Körpergewicht von einem Bein auf das andere verlagert wird.Connects the cylinder chamber with the Inn enraum the Gelenkkalotte. As a result, a complete reflux of the liquid that has penetrated into the interior of the joint cap is achieved even if the tension of the gas in the interior of the joint cap is insufficient to push the liquid back into the cylinder space. The pressure equalization channel also allows a gradual displacement of the piston in the cylinder when the limb provided with the erothesis is only loaded very gradually, for example when the body weight is shifted from one leg to the other while standing.
Zum Verschließen der Zufluß- und Abflußkanäle werden zweckmäßigfedernde oder federbelastete Ventilplatten vorgesehen.To close the inflow and outflow channels are expedientresilient or spring-loaded valve plates are provided.
Damit sich der Kolben bei heftigen Stößen im Zylinder umeinen ausreichenden Betrag verschieben und eine genügend große Flüssigkeitsmenge in den Innenraum der Gelenkkalottepressen kann, ist der Durchflußquerschnitt der Zuflußkanäle insgesamt wesentlich größer als der Durchflußquerschnittder Druckausgleichakanält. Die Bewegung des Kolbens beinur geringer Belastung oder kleinen Stoßen kann dann durch die Federvorspannung der Ventilplatten reguliert werden.So that the piston turns over in the case of violent impacts in the cylinderMove a sufficient amount and a sufficiently large amount of liquid into the interior of the joint capcan press, the flow cross-section of the inflow channels is overall substantially larger than the flow cross-sectionthe pressure equalization channel. The movement of the piston atonly light loads or small bumps can then be regulated by the spring preload of the valve plates.
Die Flüssigkeit im Syllndörraum ist zweckmäßig in einem ssueasmendrückbarenFaltenbalg untergebracht« der von dem XoI-The liquid in the Syllndörraum is useful in a ssueasmendrückbarenBellows housed "the one of the XoI-
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ben beaufschlagt wird. Hierdurch wird vermieden, daß diefür die Funktion des ,Gelenkes notwendige Flüssigkeit beiundichten Kolbenringen aus dem Gelenk austritt. Dem gleichen Zweck dient eine Dichtungsmanschette aus elastischemKunststoff, die an dem den Kolben umgreifenden Ende desZylinders angeordnet ist und welche die in den Knocheneingelassene Kolbenstange abdichtend umschließt und mit ihrem freien Hand zwischen der oberen Knochengrenze undeiner an dieser befestigten Hingplatte eingespannt ist.ben is applied. This avoids that thefluid necessary for the function of the jointleaking piston rings emerge from the joint. A sealing sleeve made of elastic serves the same purposePlastic that is attached to the end of theCylinder is arranged and which those in the bonerecessed piston rod sealingly and with your free hand between the upper bone border anda hanging plate attached to this is clamped.
Zur Vermeidung der Reibung zwischen^ Gelenkkopf und Gelenkpfanne ist der aus rostfreiem Stahl bestehende Gelenkkopfmit einer Kappe aus verschleißfreiem Kunststoff überzogen,die mit der Dichtungsmanschette verbunden ist. In gleicherTo avoid friction between the joint head and the joint socket, the joint head is made of stainless steelcovered with a cap made of wear-free plastic,which is connected to the sealing sleeve. In the same
armen Weise kann die Gelenkpfanne aus ver sohle ißfieeiea Kunststoffgebildet und am Beckenknochen befestigt sein»poor way, the socket can be made from only plasticbe formed and attached to the pelvic bone »
Die Erfindung wird durch die Zeichnung an einem AusführungsThe invention is illustrated by the drawing in one embodiment
beispiel näher erläutert, das ein künstliches Hüftgelenkin einem senkrechten Schnitte seigt.example explained in more detail that an artificial hip jointseigt in a vertical section.
Der künstliche Gelenkkopf 10 ist zweiteilig ausgebildet undbesteht aus einem Kolben 11 aus korras ionsfrei em Stahl,dessen Kolbenstange 12 als Stift mit drei Lamellen ausgebildet und in den Oberschenkelknochen 13 eingelassen und inThe artificial joint head 10 is designed in two parts andconsists of a piston 11 made of corrosion-free steel,whose piston rod 12 is designed as a pin with three lamellas and embedded in the thigh bone 13 and in
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diesen fest einzementiert ist. Der andere Teil des Gelenkkopfes 10 ist der eigentliche Kugelkopf 14·, der aus einerGelenkkalotte 15 aus Edelstahl besteht, an deren Grundflächesich ein Zylinder 16 anschließt, in dem der Kolben 11 verschiebbar geführt ist. Der Zylinderraum 1? ist von dem Innenraum18 der Gelenkkalotte 15 durch einen Zwischenboden 19 getrennt, in dem eine Anzahl von Zuflußkanälen 20 undAbflußkanälen 21 in ringförmiger Anordnung vorgesehen sind.this is firmly cemented. The other part of the joint head 10 is the actual ball head 14 ·, which consists of aJoint cap 15 is made of stainless steel, on the basea cylinder 16 is connected, in which the piston 11 is displaceably guided. The cylinder space 1? is from the interior18 of the joint cap 15 separated by an intermediate floor 19 in which a number of inflow channels 20 andDrain channels 21 are provided in an annular arrangement.
Die Zuflußkanäle 20 werden in dem Innenraum 18 der Gelenkkalotte 15 durch federnde Ventilplätten 22, und die AfcELußkanale21 werden in dem Zylinderraum 1? durch federnde Ventilplatten 23 verschlossen. Die Ventilplatten 22 und 23sind ringförmig ausgebildet und über einen Bolzen 24- geschoben. Sie werden von Distanzringen 25 festgeklemmt, dievon auf den Bolzen 24 aufgeschraubten.Muttern 26 festgehalten werden. Die Muttern 26 dienen gleichzeitig als Fängerplatten und begrenzen die Auslenkung der federnden Ventilplatten 22 und 23 * Anstelle der Diastanzringe 25 könnenauch zwischen Fängerplatten und Ventilplatten 22 und 23 Schraubenfedern oder Federplatten mit Federarmen verwendetwerden.The inflow channels 20 are in the interior 18 of the joint cap 15 by resilient valve plates 22, and the AfcELußkanale21 are in the cylinder space 1? closed by resilient valve plates 23. The valve plates 22 and 23are ring-shaped and pushed over a bolt 24-. They are clamped by spacer rings 25 thatby nuts 26 screwed onto the bolt 24. The nuts 26 serve at the same time as catcher plates and limit the deflection of the resilient valve plates 22 and 23 * instead of the slide punch rings 25coil springs or spring plates with spring arms are also used between catcher plates and valve plates 22 and 23will.
Außer den Zufluß- und Abflußkanälen 20 und 21 sind in demZwischenbuden 19 noch einige wenige Druckausgleichskanäle 27 vorgesehen, die den Zylinderraum 1? mit dem Innenraum 18Except for the inflow and outflow channels 20 and 21 are in theBetween booths 19 a few pressure equalization channels 27 are still provided, which the cylinder space 1? with the interior 18
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der Gelenkkalotte verbinden und ständig offen sind. IhrDurchflußquersehnitt ist jedoch insgesamt wesentlich kleiner als der Durchflußquersehnitt der Zuflußkanäle 20 undder Abflußkanäle 21.the joint cap and are always open. youHowever, the overall flow cross section is significantly smaller than the flow cross section of the inflow channels 20 and 20the drainage channels 21.
In dem Zylinderraum 17 ist eine Flüssigkeit geeigneterViskosität, beispielsweise ein Mineralöl 28 angeordnet, die in einem geschlossenen Faltenbalg 29 eingeschlossenP ist, der jedoch an seiner dem Zwischenboden 19 zugekehrten Seite offen ist und der von dem Kolben 11 beaufschlagtwird. In die Falten des Faltenbalges 29 eingelegte Stahlringe 30 verhindern ein VeiKLemmen des Faltenbalges 29, wenndieser von dem Kolben 11 zusammengedrückt wird.In the cylinder space 17, a liquid is more suitableViscosity, for example a mineral oil 28, which is enclosed in a closed bellows 29P is, which, however, is open on its side facing the intermediate base 19 and which is acted upon by the piston 11will. Steel rings 30 inserted into the folds of the bellows 29 prevent the bellows 29 from jamming ifthis is compressed by the piston 11.
In dem Innenraum 18 der Gelenkkalotte 15 ist eine vollständig geschlossene Blase 31 aus Kunststoff oder einem anderenalterungsbeständigem, elastischen Material angeordnet, die . mit Stickstoffoxydul (N2O) gefüllt ist und einen geschlossenenund zusammendrückbaren Gasraum bildet, der den Innenraum 18 der Gelenkkalotte 15 nahezu vollständig ausfüllt.In the interior 18 of the joint cap 15, a completely closed bladder 31 made of plastic or some other age-resistant, elastic material is arranged. is filled with nitrogen oxide (N2 O) and forms a closed and compressible gas space which almost completely fills the interior space 18 of the joint cap 15.
Der Kolben 11 ist mit zwei Dichtringen 32 aus selbstschmierendemKunststoff gegen die Wandung des Zylinders 17 abge-.dichtet. Er kann auch mit einem verschleißfesten Kunststoffüberzugversehen sein,The piston 11 has two sealing rings 32 made of self-lubricatingPlastic against the wall of the cylinder 17.seals. It can also have a wear-resistant plastic coverbe provided
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Die Gelenkkalotte 15 und der mit ihr verbundene Zylinder16 sind mit einer Kappe 33 aus verschleißisel-e» Kunststoffüberzogen, an deren unterem, den Rand des Zylinders 16 umschließenden Ende eine Dichtungsmanschette 34- aus elastischemKunststoff angeordnet ist, welche die in den Knochen 13 eingelassene Kolbenstange 12 abdichtend umschließt undmit ihrem freien Hand zwischen der oberen Knochengrenze 35und einer an dieser befestigten Hingplatte 36 eingespannt ist. Der durch die Kappe 33 zusammengefaßte Kugelkopf 14legt sich in eine Gelenkpfanne 37 aus dem gleichen verschleißfreien Kunststoff, aus dem auch die Kappe 33 hergestelltist. Die Gelenkpfanne 37 ist mit geeigneten Befestigungsmitteln 38 an dem nicht näher dargestellten B'eckenknochenbefestigt.The joint cap 15 and the cylinder connected to it16 are provided with a cap 33 made of wear-resistant plasticcovered, at the lower end enclosing the edge of the cylinder 16 a sealing sleeve 34- made of elasticPlastic is arranged, which sealingly encloses the piston rod 12 embedded in the bone 13 andwith your free hand between the upper bone border 35and a hanging plate 36 attached to this is clamped. The spherical head 14 combined by the cap 33lies in a joint socket 37 made of the same wear-free plastic from which the cap 33 is madeis. The joint socket 37 is attached to the pelvic bone, not shown in detail, with suitable fastening means 38attached.
Die Wirkungsweise der Prothese ist folgende:The mode of action of the prosthesis is as follows:
Wird das Bein beim Gehen belastet, so verschiebt sich derKolben 11 in dem Zylinder 16 in Richtung auf den Zwischenboden 19 und drückt den Faltenbalg 29 zusammen. Die in diesemFaltenbalg eingeschlossene Flüssigkeit 28 wird hie^eidurch die Druckausgleichskanäle 27 in den Innenraum 18 der Gelenkkalotte 15 gedrückt und preßt hier die Gasblase 31zusammen.If the leg is put under load while walking, it shiftsPiston 11 in cylinder 16 in the direction of intermediate floor 19 and presses bellows 29 together. The one in thisLiquid 28 enclosed in the bellows is called hereis pressed through the pressure equalization channels 27 into the interior 18 of the joint cap 15 and here presses the gas bubble 31together.
Bei stärkerer, insbesondere stoßweiser Belastung übt derExercise when the load is stronger, especially when the load is jerky
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Kolben 11 auf die in dem Faltenbalg 29 eingeschlosseneFlüssigkeit 28 einen so hohen Druck aus, daß die Yentilplatte22 von ihrem Sitz abgehoben wird und die Flüssigkeit auch durch die Zuflußkanäle 20 in den Innenraum 18der, Gelenkkalotte 15 strömt und die Gasbläse31 zusammendrücken kann, wobei das in dieser Blase eingeschlosseneGas komprimiert wird. Die Stöße werden hierdurch im Gelenkkopf10 absorbiert und nicht oder nur in sehr geringem Maße auf die Gelenkpfanne 37 übertragen.Piston 11 on the enclosed in the bellows 29Liquid 28 exerts such a high pressure that the Yentilplatte22 is lifted from its seat and the liquid also through the inflow channels 20 into the interior space 18the, hinge cap 15 flows and the gas bubble 31 can compress, with that enclosed in this bubbleGas is compressed. The impacts are thereby in the joint head10 is absorbed and not, or only to a very small extent, transferred to the joint socket 37.
Wird das Bein wieder entlastet, so drückt das in der Blase31 komprimierte Gas die in den Innenraum 18 der Gelenkkalotte15 eingedrungene Flüssigkeit durch die Abflußkanäle 21 und bei nachlassendem Gasdruck durch die Druckausgleichskanäle 27.wieder in die Membrane 29 im Zylinderraum17 zurück, wobei der Kolben 11 zurückgeschoben wird.If the leg is relieved again, it presses in the bladder31 compressed gas in the interior 18 of the joint cap15 penetrated liquid through the drainage channels 21 and with decreasing gas pressure through the pressure equalization channels 27 back into the membrane 29 in the cylinder space17 back, the piston 11 being pushed back.
Als Material für die Kappe 32 und die Gelenkpfanne 37eignen sich Polyurethane oder auch hochmolekulare'Polyäthylene.As the material for the cap 32 and the joint socket 37Polyurethanes or high molecular weight polyethylenes are suitable.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title | 
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| DE19691906284DE1906284A1 (en) | 1969-02-08 | 1969-02-08 | Endoprosthesis, especially for hip joints | 
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title | 
|---|---|---|---|
| DE19691906284DE1906284A1 (en) | 1969-02-08 | 1969-02-08 | Endoprosthesis, especially for hip joints | 
| Publication Number | Publication Date | 
|---|---|
| DE1906284A1true DE1906284A1 (en) | 1970-09-03 | 
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date | 
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| DE19691906284PendingDE1906284A1 (en) | 1969-02-08 | 1969-02-08 | Endoprosthesis, especially for hip joints | 
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