DE4317448A1 - Joint replacement - Google Patents

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft einen mindestens partiellen Gelenk­flächenersatz der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebe­nen Art.The invention relates to an at least partial jointarea replacement specified in the preamble of claim 1a kind.

Bei den bekannten Gelenkprothesen werden üblicherweise beide Gelenkflächen durch aufeinander abgestimmte künstli­ che Gelenkteile ersetzt, um eine geeignete Paarung der Gelenkoberflächen sicherzustellen. Zwar unterscheidet sich hierbei auch die Lagerwerkstoff bildende Schicht von einem ins besondere für die Verankerung im Knochen ausgestalteten Bereich. Hierbei wird die Gleitfläche des Gelenkersatzes jedoch ausschließlich durch einen körperfremden Werkstoff gebildet.In the known joint prostheses are usuallyboth articular surfaces by coordinated artificial che joint parts replaced to a suitable pairing of theEnsure joint surfaces. It differshere also the layer of one bearing materialespecially designed for anchoring in the boneArea. This is the sliding surface of the joint replacementbut only through a foreign materialeducated.

Nachteilig ist ferner, daß dabei vielfach auch die gesunde Gegenfläche eines erkrankten Gelenkteils ersetzt werden muß, daß durch Einsatz von vollständigen Schaftprothesen große Teile auch gesunden Knochengewebes entfernt werden müssen und daß dann auch eine unphysiologische Einleitung der bei Belastung auftretenden Kräfte in das Lagergewebe die Folge ist.Another disadvantage is that in many cases also the healthy oneCounter surface of a diseased joint part to be replacedmust do that by using full stem prostheseslarge parts of healthy bone tissue can also be removedmust and that then also an unphysiological introductionthe forces occurring in the bearing fabric during loadingThe result is.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gelenkflä­chenersatz für eine mindestens teilweise überknorpelte Ge­lenkoberfläche eines insbesondere chronisch degenerativ erkrankten Gelenks anzugeben, bei der die Gelenkoberfläche entlastet wird aber gleichzeitig der überknorpelte Bereich der Gelenkoberfläche im wesentlichen erhalten bzw. wieder­hergestellt wird, um eine physiologische Paarung der Gleit­flächen - und damit optimale Lagerverhältnisse - aufrecht­zuerhalten.The invention has for its object a joint surfacesubstitute for an at least partially cartilaginous Gesteering surface of a particularly chronically degenerativestate the affected joint at which the joint surfacethe cartilaginous area is relieved at the same timethe joint surface essentially preserved or againis made to physiologically pair the glidesurfaces - and thus optimal storage conditions - uprightto obtain.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This task is carried out with the characteristic features of theClaim 1 solved.

Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß eine dünn­wandige mit Ausnehmungen oder Durchlässen versehene Be­ schichtung, die direkt auf die teilweise überknorpelte Ge­lenkoberfläche angeordnet ist, das Einwachsen und/oder Wachstum von Knorpel bzw. eines Knorpelgenerats durch die perforierte Wandung hindurch ermöglicht, so daß eine Gleitpaarung von zwei mindestens teilweise überknorpelten Gelenkoberflächen, selbst bei eingesetztem Gelenkfläche­nersatz, aufrechterhalten werden kann. Außerdem ist auch eine Pfropfung nach Art einer Dübelung möglich. Wichtig hierbei ist insbesondere, daß die Überknorpelung und die die Gelenkschmiere produzierende Gelenkkapsel möglichst vollständig erhalten werden. Der Gelenkflächenersatz führt zur Entlastung der Gelenkoberfläche, da über ihn die ein­wirkenden Kräfte zum größten Teil abgeleitet werden. Der somit ebenfalls entlastete überknorpelte Teil der Gelenk­oberfläche kann sich regenerieren und ein Knorpelregenerat kann durch die Poren hindurch, bis zur Oberfläche des Ge­lenkflächenersatzs wachsen.The invention includes the finding that a thinwalled Be with recesses or openings stratification directly on the partially cartilaginous GeSteering surface is arranged, the waxing and / orGrowth of cartilage or a cartilage generation by theperforated wall allows so that aSlide pairing of two at least partially cartilagedArticular surfaces, even when the articular surface is insertedreplacement, can be maintained. Besides that is toografting in the manner of a dowel is possible. Importanthere is in particular that the cartilage and thethe joint capsule producing the joint lubricant if possiblebe fully preserved. The joint surface replacement leadsto relieve the joint surface, because the one above himacting forces are largely derived. Of theThis also relieves over-cartilage of the jointsurface can regenerate and a cartilage regeneratecan pass through the pores to the surface of the Gesteering surface replacement grow.

Durch die inneren Durchbrüche und die poröse Struktur fin­det eine Einbindung in die natürliche Knochensubstanz statt. Ferner erfolgt auch eine Versorgung der sich bil­denden Knorpelstruktur an durch Anbindung an das körperei­gene Gefäßsystem.Due to the inner openings and the porous structure finan integration into the natural bone substanceinstead of. There is also a supply of bilend the cartilage structure by connecting to the bodygene vascular system.

Insbesondere können hierbei auch Abriebelemente des Knor­pels bei der erfindungsgemäßen Gelenkoberfläche wie kör­pereigenes Gewebe im Gelenkraum verbleiben. Es stellt da­mit auch langfristig keine Beeinträchtigung für die Ge­lenkfunktion dar.In particular, abrasion elements of the knot can also be used herepels in the joint surface according to the invention such as körthe patient's own tissue remains in the joint space. It representswith no long-term impairment for the Gesteering function.

Die Erfindung berücksichtigt dabei insbesondere, daß das natürliche Gelenk aus artikulierenden Gelenkflächen be­ steht, die mit einem druckfesten Stützgewebe, dem Knorpel, im Auflagebereich überzogen sind, aus einer Gelenkkapsel, die aus einer äußeren fibrösen Schicht aus straffem kolla­genen Bindegewebe, die sich am Rand der überknorpelten Flächen in die Knochenhaut fortsetzend ausgebildet ist, und aus einer Gelenkinnenhaut, welche eine Gelenkschmiere, eine die oberflächliche Knorpelschicht ernährendene Flüs­sigkeit (Synovia), absondert. Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen werden diese Verhältnisse für die erkrankte und zu ersetzende Gelenkfläche funktionsmäßig weitgehend wie­derhergestellt. Die Schichtungen des Gelenkflächenersatzes sind denjenigen des benachbarten Knochen-/Knorpelgewebes angepaßt.The invention takes into account in particular that thenatural joint from articulating joint surfaces stands with a pressure-resistant support tissue, the cartilage,are covered in the support area, from a joint capsule,that of an outer fibrous layer of tight collagene connective tissue, which is on the edge of the cartilageAreas are continued in the periosteum,and from a joint inner skin, which a joint lubrication,a river that nourishes the superficial cartilage layerliquid (synovia), secreted. By the inventionMeasures will take these conditions for the sick andfunctionally largely to replace joint surface likederManufactured. The layers of the joint surface replacementare those of the neighboring bone / cartilage tissuecustomized.

Der erfindungsgemäße Gelenkersatz kann bevorzugt Anwendung finden bei Arthrose, einer chronischen degenerativen Ge­lenkerkrankung, bei der die Beweglichkeit des Gelenks bei gleichzeitigen Dauerschmerzen erheblich eingeschränkt ist. Im Verlauf einer Arthrose kann sich ein Mißverhältnis zwi­schen Beanspruchung und Beschaffenheit bzw. Leistungsfä­higkeit der einzelnen Gelenkanteile und des Gelenkgewebes einstellen, wobei eine minderwertige Beschaffenheit der biologischen am Gelenkapparat beteiligten Materialien an­geboren oder erworben sein kann. Die Funktionstüchtigkeit der Gelenkkapsel als Produzentin der Gelenkschmiere, durch welche die oberflächliche Knorpelschichten mittels Diffu­sion ernährt werden, ist auch von erheblicher Bedeutung, da die nicht ausreichend ernährten Knorpelschichten dege­nerieren und nicht mehr als druckfestes Stützgewebe dienen können. Abnutzungsschäden treten bei langdauernden Störun­gen der Leistungsbeanspruchungsbilanz auf. Direkte Überbe­ anspruchungsschäden werden durch Schwerarbeit, Sport oder zu großes Körpergewicht verursacht. Indirekte Überbean­spruchungsschäden werden durch eine Verminderung der Lei­stungsfähigkeit der Gelenkkapsel Gelenkschmiere zu produ­zieren durch endogene Störungen verursacht, die insbeson­dere infolge zunehmenden Alters oder bei Stoffwechselver­änderungen sowie Entzündungen eintreten können.The joint replacement according to the invention can preferably be usedfind in osteoarthritis, a chronic degenerative Gejoint disease in which the mobility of the jointsimultaneous permanent pain is significantly reduced.In the course of osteoarthritis an imbalance betweenstress and condition or performanceability of the individual joint parts and the joint tissueadjust, with an inferior quality of thebiological materials involved in the articular apparatuscan be born or acquired. The functionalitythe joint capsule as a producer of joint lubricantwhich diffuses the superficial cartilage layerssion is also of considerable importance,because the insufficiently nourished cartilage layers degenerieren and no longer serve as a pressure-resistant support fabriccan. Wear damage occurs with long-term malfunctionson the power consumption balance. Direct transfer damage caused by heavy work, sports orexcessive body weight. Indirect overbeanDamage to stress is caused by a reduction in leiStability of the joint capsulegrace caused by endogenous disorders, in particulardue to increasing age or metabolismChanges and inflammation can occur.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kann die ursprüng­lich eingeschränkte Gelenkfunktion weitgehend wiederherge­stellt und auch permanent aufrechterhalten werden, weil durch den gezielten partiellen Ersatz von Gelenkbereichen, die für die Beschwerden ursächlichen Zentren beseitigt werden, mit der Folge, daß damit die Funktion des Gelenks wieder harmonisiert ist, so daß zu weiteren krankhaften Umbildungen als Reaktion auf die bisherige Fehlfunktion kein Anlaß mehr besteht.Through the measures according to the invention, the originallargely restored joint functionand are also maintained permanently becausethrough the targeted partial replacement of joint areas,the centers responsible for the complaints eliminatedwith the result that the function of the jointis harmonized again, so that further pathologicalChanges in response to the previous malfunctionthere is no longer a reason.

Die Erosion des aufgrund einer Überbeanspruchung degene­rierten Gelenkknorpels führt weiterhin dazu, daß durch Druck und Reibung Partikel aus dem pathologisch veränder­ten Gelenkknorpel in den bewegten Teilen des Gelenks ge­langen, deren biologisch aktive Bestandteile dann eine Entzündung der die Gelenkschmiere produzierende Membrana synovialis hervorrufen und somit Schmerzen verursachen.The erosion of the degenerate due to overuseArticulated cartilage continues to causePressure and friction particles from the pathologically changingarticular cartilage in the moving parts of the jointlong, the biologically active components of which thenInflammation of the membrane producing the synovial fluidcause synovialis and thus cause pain.

Weiterhin führt diese Entzündung zur Auffaserung und De­markation der Knorpelsubstanz. Die Knorpelsubstanz wird vielfach bis zum vollständigen Aufrieb bei Belastung und/oder Bewegung des Gelenks abgeschliffen, wobei es zur Verschmälerung des Gelenkspalts im Bereich des stärksten Drucks und zur Wulstbildung in den belastungsfreien Rand­zonen kommen kann.Furthermore, this inflammation leads to fibrillation and demarkation of the cartilage substance. The cartilage substance becomesoften up to complete abrasion under loadand / or movement of the joint ground, whereby it forNarrowing of the joint space in the area of the strongest Pressure and bulge in the stress-free edgezones can come.

Anfänglich treten Spannungsgefühle und Steifigkeit in den betroffenen Gelenken auf, die dann in Anfangsschmerzen bei Gelenkbewegungen übergehen. Diese sind wahrscheinlich auf eine Verklebung der gelenkigen Partner bei nicht aus reich­ender Gelenkschmierenmenge zurückzuführen. Schließlich können Belastungs- und Dauerschmerzen auftreten.Initially, feelings of tension and stiffness occur in theaffected joints, which then contribute to initial painOverride joint movements. These are probably upa sticking of the articulated partners at not enoughto reduce the amount of joint lubrication. After allstress and permanent pain can occur.

Der erfindungsgemäße Gelenkflächenersatz ist insbesondere anwendbar im Bereich einer konkaven Außenfläche einer Ge­lenkoberfläche, wie beispielsweise pfannenartig in einer Hüftgelenkpfanne und/oder im Bereich einer konvexen Außen­fläche einer Gelenkoberfläche, wie beispielsweise schalen­artig auf einem Femurkopf angeordnet sein. Dabei weist der erfindungsgemäße Gelenkflächenersatz insbesondere eine halbstarre oder flexible gitter- oder rostartige oder spiongiöse, d. h. schwammartige, Struktur auf und besteht vorzugsweise aus einem Grundkörper aus Titanblech, welcher als Trägermaterial für beide Schichten dienen kann.The joint surface replacement according to the invention is specialapplicable in the area of a concave outer surface of a Gesteering surface, such as pan-like in aAcetabular cup and / or in the area of a convex outersurface of a joint surface, such as bowlsbe arranged on a femoral head. Thejoint replacement according to the invention in particular asemi-rigid or flexible lattice or rusty orspy, d. H. spongy, structure and persistspreferably from a base body made of titanium sheet, whichcan serve as a carrier material for both layers.

Es kommen auch andere körperverträglich Metalle oder Me­talllegierungen in Betracht. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Filz oder lamellä­rer Polymer bzw. ein Komposit verwendet, dessen Oberfläche bezüglich der Porengröße einerseits eine gute Knochenan­bindung und andererseits eine Überknorpelung zuläßt.There are also other body-compatible metals or memetal alloys into consideration. Another preferredEmbodiment of the invention is a felt or lamellarer polymer or a composite used, the surfacein terms of pore size, on the one hand, a good bonebinding and on the other hand allows over-cartilage.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der er­findungsgemäße Gelenkflächenersatz nach Art eines Streck­ metalls ausgebildet, welches sich ausschließlich in eine Richtung erstreckende Schlitze aufweist. Bei einer Ausdeh­nung des Streckmetalls in einer quer zur Schlitzer­streckung verlaufenden Richtung erweitert sich die Schlitzbreite in Ausdehnungsrichtung.In another preferred embodiment, it isJoint replacement according to the invention in the manner of a stretch trained metal, which is exclusively in aDirection extending slots. With an expansionexpansion of the expanded metal in a cross to the slotthe direction extending extendsSlot width in the direction of expansion.

Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind die (Mikro)poren mindestens zum Teil mit einem reaktiven und resorbierbaren Material ausgefüllt, welches mit der Zeit beim Anwachsen des Gelenkflächenersatzes an die Gelenk­oberfläche durch Knorpelgenerat im überknorpelten Teil bzw. durch Knochengewebe in tieferen Bereichen der sub­chondralen Gelenkregion verdrängt wird.In another advantageous development, the(Micro) pores at least partially with a reactive andfilled with absorbable material, which with timewhen the joint surface replacement grows onto the jointsurface by cartilage generation in the cartilaginous partor through bone tissue in deeper areas of the subchondral joint region is displaced.

Der Gelenkflächenersatz weist bevorzugt an seinem Rand La­schen auf, die sowohl die überknorpelten als auch die ar­tikulierenden Gelenkoberflächen übergreifen. Mittels ins­besondere resorbierbarer Stifte, die durch diese Laschen hindurch in den Knochen eingeführt werden, wird der Ge­lenkflächenersatz auf der vorbereiteten Gelenkoberfläche befestigt.The joint surface replacement preferably has La on its edgethat open up both the cartilage and the argripping over the articulating joint surfaces. By means ofspecial resorbable pens through these tabsinserted into the bone, the GeSteering surface replacement on the prepared joint surfaceattached.

Bei der Verwendung von resorbierbaren Stiften, werden die­se mit der Zeit, zu einem Zeitpunkt, zu dem sie nicht mehr als Befestigungsvorrichtungen benötigt werden, vom Körper vollständig resorbiert. Der Zeitpunkt wird erreicht, so­bald genügend Knochengewebe bzw. Knorpelgenerat in die Mi­kroporen des Gelenkflächenersatzes eingewachsen sind, um dem Gelenkflächenersatz einen sicheren Halt am subchondra­len Knochen zu geben.When using resorbable pens, thewith time, at a time when it no longeras fasteners are needed by the bodycompletely absorbed. The time has come, sosoon enough bone tissue or cartilage generation in the Wedcropores of the joint surface replacement have grown tothe joint surface replacement a secure hold on the subchondralen bones. 

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des erfin­dungsgemäßen Gelenkflächenersatzes werden Stifte innerhalb der Gelenkoberfläche in entsprechende Aussparungen ver­senkt.In a further advantageous embodiment of the inventionsIn accordance with the joint surface replacement, pins are insidever the joint surface in corresponding recesseslowers.

Selbst bei beidseitiger Anordnung eines Gelenkflächener­satzes wirken die überknorpelten Gelenkoberflächen aufein­ander, so daß stets physiologische Lagerverhältnisse bei­behalten werden können bei einer gleichzeitigen Aufrecht­erhaltung der Gleitschmiereproduktion in der Gelenkkapsel, die weiterhin durch die mikroporigen Durchquerungen des erfindungsgemäßen Gelenkflächenersatzes bis zu den über­knorpelten Gelenkoberflächen durchdringen kann.Even if a joint surface is arranged on both sidesThe cartilaginous articular surfaces act onother, so that always physiological storage conditions atcan be kept with a simultaneous uprightmaintenance of lubricating lubricant production in the joint capsule,which continues through the microporous crossings of thejoint surface replacement according to the invention up to thecan penetrate cartilaginous joint surfaces.

Die der mindestens teilweise überknorpelten Gelenkoberflä­che des Knochens zugewandte Seite des erfindungsgemäßen Gelenkflächenersatzes ist vorzugsweise mit Hydroxylapatit, bioaktivem Glas oder Glaskeramik beschichtet, um die Ver­ankerung des Gelenkflächenersatzes zu begünstigen. Der Ge­lenkflächenersatz kann aber auch aus einem kompositen Ma­terial bestehen, das eine dem Knochen angepaßte biomecha­nische Situation bildet und das Wachstum von Knorpel bzw. eines Knorpelregenerats begünstigt.That of the at least partially cartilaged joint surfaceche of the bone facing side of the inventionJoint replacement is preferably with hydroxyapatite,bioactive glass or glass ceramic coated to Verto favor anchoring of the joint surface replacement. The GeSteering surface replacement can also be made from a composite materialexist material, which is a biomecha adapted to the bonesituation and the growth of cartilage orof a regenerated cartilage.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigtOther advantageous developments of the invention are inthe subclaims or are identified belowalong with the description of the preferred embodimentthe invention with reference to the figures. Itshows

Fig. 1 ein frontaler Schnitt durch ein mit einem Aus­führungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gelenkflächeersat­zes versehenen Hüftgelenk,Fig. 1 is a frontal section through a with an off exemplary implementation of the invention Gelenkflächeersat zes provided hip joint,

Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung des Ausfüh­rungsbeispiel gemäßFig. 1 in einem Schnitt des Femurs,Fig. 2 is an enlarged detail view of the exporting approximately example ofFIG. 1 in a section of the femur,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungs­gemäßen Gelenkflächenersatzes in der Anwendung im Bereich des Kniegelenks,Fig. 3 shows a further embodiment of the invention the joint surface replacement fiction, in the application in the area of the knee joint,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungs­gemäßen Gelenkflächenersatzes in der Anwendung im Bereich des Schultereckgelenks im Schnitt sowieFig. 4 shows a further embodiment of the joint surface replacement according to the invention in use in the area of the shoulder corner joint on average and

Fig. 4a ein Detail des Ausführungsbeispiels gemäßFig. 4 in der Draufsicht.Fig. 4a shows a detail of the embodiment ofFIG. 4 in plan view.

DieFig. 1 und 2 zeigen einen Schnitt im Bereich des Femurs, wobei inFig. 1 beide Teile (Femurteil1 und Acetabulum2) des Hüftgelenks gemeinsam dargestellt sind.Figs. 1 and 2 show a section in the region of the femur, wherein inFig. 1, both parts (femoral component1 and acetabulum2) of the hip joint are displayed together.

Der Hüftknochen3 weist eine hohlkugelförmige Hüftpfanne2 auf, von der nur eine im Schnitt mondsichelförmige Zone4 überknorpelt ist. Der Femurkopf5, der auf seiner gesamten Gelenkfläche Knorpel6 aufweist, stützt sich gegen eine ebenfalls im Schnitt mondsichelförmige überknorpelte Zone4 ab. Die nicht überknorpelte Pfannentiefe7 ist von lockerem Binde- und Fettgewebe8 sowie Blutgefäßen ange­füllt und trägt außerdem die Anheftungsstelle des Femur­kopfbands9. Diese nicht überknorpelte Pfannentiefe7 wird von einer Synovialmembran überzogen, die die Gelenkschmie­re, Synovia, aussondert, und die sich ventral auf das Fe­murkopfband9 fortsetzt. Die Fett- und Bindegewebskörper8 besitzen die Funktion eines Stoßdämpfers und werden je nach den herrschenden Druckverhältnissen unter dem Femur­kopfband9 ausstülpt oder eingezogen.The hip bone3 has a hollow spherical acetabular cup2 , of which only one zone4, which is crescent-shaped in section, is cartilaginous. The femoral head5 , which has cartilage6 on its entire articular surface, is supported against an over-cartilage zone4 , which is also crescent-shaped in section. The non-cartilaginous cup depth7 is filled with loose connective and fatty tissue8 and blood vessels and also bears the attachment point of the femoral headband9th This not cartilaginous cup depth7 is covered by a synovial membrane, which rejects the synovial fluid, synovia, and which continues ventrally on the head band9 . The fat and connective tissue body8 have the function of a shock absorber and are depending on the prevailing pressure conditions under the femoral headband9 turned up or pulled.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Gelenkflä­chenersatzes10 für das Femur (Fig. 1) ist in seiner Po­sition durch eine Umrahmung II hervorgehoben.An embodiment of the joint surface chen replacement10 according to the invention for the femur (Fig. 1) is highlighted in its position by a frame II.

Der partielle Gelenkflächenersatz1 weist dabei einen mehrschichtigen Aufbau auf, wie er anhand der Darstellung vonFig. 2, die eine vergrößerte Wiedergabe bildet, er­kennbar ist. InFig. 2 ist der Ausschnitt auf denjenigen der Umrahmung II beschränkt.The partial joint surface replacement1 has a multilayer structure, as can be seen from the illustration inFIG. 2, which forms an enlarged representation. InFig. 2, the section is limited to that of the frame II.

Dabei weist eine erste, mit einer der Gelenkfläche zuge­wandten und diese im Bereich der Gelenkbewegung kontaktie­renden Oberfläche versehene Schicht11 eine Struktur mit relativ engen Poren oder Durchbrüchen12 auf, welche eine Überknorpelung erlaubt, während eine weitere, eine dem be­nachbarten Knochen zugewandte Oberfläche aufweisende Schicht13 eine zum Ein- oder Anwachsen an den benachbar­ten Knochen ausgestaltete spongiose Struktur mit relativ größeren Durchbrüchen14 besitzt. Der Gelenkflächenersatz bildet insbesondere einen säulenförmigen Einsatz, welcher sich zur Knochenseite hin geringfügig verjüngt.In this case, a first layer11 , which faces the articular surface and provides contact in the region of the articular movement, has a structure with relatively narrow pores or openings12 , which allows over-cartilage, while a further surface facing the adjacent bone having layer13 has a cancellous structure designed for growing in or growing on the adjacent bones with relatively larger openings14 . The joint surface replacement in particular forms a columnar insert which tapers slightly towards the bone side.

Der erfindungsgemäße Gelenkflächenersatz weist insbesonde­re eine dünnwandige kappenförmige äußere Schicht bzw. oder Beschichtung auf, welche die entsprechende natürliche Ge­lenkschicht ersetzt. Dieser ist der Beschaffenheit, Ab­riebfestigkeit und Gleitfähigkeit ihrer der gegenüberlie­genden Gelenkfläche zugewandten Oberfläche der körpereige­ nen Knorpelsubstanz im betreffenden Gelenkflächenbereich derart angepaßt, daß die Einwirkung auf die natürliche Ge­gengelenkfläche derjenigen einer natürlichen Gelenkober­fläche im wesentlichen entspricht.The joint surface replacement according to the invention has in particularre a thin-walled cap-shaped outer layer or orCoating on which the corresponding natural Gesteering layer replaced. This is the nature, Abrub resistance and lubricity of the oppositesurface facing the articular surface of the body's own NEN cartilage substance in the relevant articular areaadjusted so that the action on the natural Gearticular surface of that of a natural joint surfacearea corresponds essentially.

Der partielle Gelenkflächenersatz - wie er auch in den folgenden Figuren näher dargestellt ist - entspricht dabei bezüglich der Gelenkfläche einer (konvexen bzw. konkaven) schalenförmige Kontour die allerdings abweichend von den bisherigen Konzepten keine durchgehende Wandung aufweist, sondern eine durch Löcher oder Freiräume ausgezeichnete perforierte Membran oder spongiose Struktur. Dabei ist in den Perforationen die Möglichkeit der Knorpelregeneration gegeben ist und somit für die konvexe Schale des Kopfes und für die konkave Pfanne eine Gleitpaarung von Knorpel­regeneraten gegeben.The partial replacement of the articular surface - as in thefollowing figures is shown in more detail - correspondswith regard to the articular surface of a (convex or concave)bowl-shaped contour which differs from theprevious concepts have no continuous wall,but one that is distinguished by holes or open spacesperforated membrane or cancellous structure. Here is inthe perforations the possibility of cartilage regenerationis given and thus for the convex shell of the headand for the concave pan a pairing of cartilagegiven regenerates.

Die perforierte Schale bzw. Pfanne ist dabei insbesondere derart ausgestaltet, daß sie auf den entsprechend getrimm­ten Knochen paßt, und daß darüber hinaus auch eine Pfrop­fung mit Knorpelmaterial möglich ist. Die dem Knochen zu­gewandte Seite des implantats ermöglicht die Verankerung von Knochenmaterial und trägt somit zu einer stabilen Si­tuation der Prothese bei. Günstig ist insbesondere eine Beschichtung - vorzugsweise mit Calziumphospaten mit bio­aktivem Glas oder Glaskeramik. Bei einer anderen vorteil­haften Weiterbildung besteht die Prothese aus einem kompo­siten Material, das eine dem Knochen angepaßte biomecheni­sche Situation simuliert und dabei das Wachstum von Knor­pel bzw. eines Knorpelregenerates begünstigt.The perforated shell or pan is specialdesigned such that they are trimmed accordinglyThe bone fits, and that also a plugis possible with cartilage material. That to the bonefacing side of the implant enables anchoringof bone material and thus contributes to a stable Situation of the prosthesis. One is particularly favorableCoating - preferably with calcium phosphate with bioactive glass or glass ceramic. Another advantageThe prosthesis consists of a compositen material, which is a biomecheni adapted to the bonesimulated the situation and thereby the growth of Knorfel or a cartilage regenerate favored. 

InFig. 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gelenkflächenersatzes20 in einer teil­weise geschnittene Seitenansicht zum Einsatz im Bereich des Kniegelenks dargestellt. Dieser ist als Gelenkfläche­nersatz für das Tibia5 entsprechend kappenförmig ausge­bildet. Der dünnwandige Gelenkflächenersatz20 ist in sei­ner Grundstruktur bevorzugt aus Titanblech hergestellt und weist über seine gesamte Fläche die Wandung21 durchque­rende Mikroporen bzw. spongiose Struktur22 auf. Um eine dauerhafte feste Verankerung des Gelenkflächenersatzes20 im Gelenkkopf5 herbeizuführen ist diesem zugewandte kon­kave Innenfläche des Gelenkflächenersatzes20 mit einer Beschichtung25 versehen, die das Anwachsen von Knochenma­terial an den Gelenkflächenersatz20 zu begünstigt. Geeig­nete Materialen für derartige Beschichtungen25 sind bei­spielsweise Calciumphosphate, bioaktives Glas oder Glaske­ramik.InFig. 3, another preferred embodiment of the joint surface replacement20 of the present invention is shown in a partially cut side view for use in the area of the knee joint. This is formed as a joint surface replacement for the tibia5 in a cap-shaped manner. The thin-walled joint surface replacement20 is preferably made of titanium sheet in its basic structure and has wall21 through micro-pores or cancellous structure22 over its entire surface. In order to bring about permanent anchoring of the joint surface replacement20 in the joint head5 , this facing con cave inner surface of the joint surface replacement20 is provided with a coating25 which favors the growth of bone material on the joint surface replacement20 . Appropriate materials for such coatings25 are, for example, calcium phosphates, bioactive glass or glass ceramics.

Der Gelenkflächenersatz20 wird zunächst durch bündiges Einfügen in eine entsprechend geschaffene Ausnehmung durch Einpressen mit festem Sitz in den geschädigten Bereich der Gelenkoberfläche eingefügt. Anschließend erfolgt eine zu­sätzliche Anbindungen durch Anwachsen von Knochenmaterial einerseits und durch Überknorpeln im Bereich der Gelenk­fläche andererseits, so daß insgesamt eine der Funktion und der Festigkeit des natürlichen Knochen- und Gelenkge­webes entsprechende Defektüberbauung entsteht. Durch die Ausfüllung von Poren mit resorbierbarem Material kann das Anwachsen unter Ersatz dieses Materials durch neu hinzuge­wonnene Knochensubstanz begünstigt werden.The joint surface replacement20 is first inserted by flush insertion into a correspondingly created recess by pressing in with a firm fit in the damaged area of the joint surface. This is followed by additional connections by the growth of bone material on the one hand and by cartilage in the area of the joint on the other hand, so that overall a function of the defect and the structure of the natural bone and articulated joint is created. By filling pores with resorbable material, the growth can be promoted by replacing this material with newly added bone substance.

Bei einer andere vorteilhaften nicht dargestellten Weiter­bildung dieser bevorzugten Ausführungsform können einige Mikroporen22 auch mit einem resorbierbaren Material24 gefüllt sein, welches beim Einwachsen von Knorpel6 oder Knochenmaterial verdrängt wird.In another advantageous further development, not shown, of this preferred embodiment, some micropores22 can also be filled with a resorbable material24 , which is displaced when cartilage6 or bone material ingrows.

Die dargestellten Gelenkflächenelemente, welche in den bisher dargestellten Ausführungsformen massiv ausgebildet sind, werden durch Ausbohren oder einem Ausräumen eines entsprechenden zu deren Aufnahme dienenden Volumens wie Dübel in die so entstandene Bohrung oder Ausnehmung einge­fügt. Damit ist durch bündiges Anliegen zunächst für eine primäre Fixierung gesorgt, welche bereits auch schon Druckbelastungen auf Grund von Lagerkräften ertragen kann. Die Fixierung wird dann unterstützt durch die weitere se­kundäre Fixierung, welche durch das An- und Einwachsen un­ter Ausnutzung der inneren Poren und Durchbrüche stattfin­det.The articulated surface elements shown, which in theEmbodiments shown so far are solidare by drilling out or clearing out onecorresponding volume used to hold them, such asDowels inserted into the bore or recess created in this wayadds. This is initially for oneprimary fixation provided, which already alreadyCan bear pressure loads due to bearing forces.The fixation is then supported by the other secustomer fixation, which is due to the growth and ingrowthThe inner pores and openings are exploiteddet.

In denFig. 4 und 4a ist eine weitere bevorzugte Aus­führungsform des erfindungsgemäßen Gelenkflächenersatzes30 zur Anwendung im Bereich des Schultereckgelenks31 (Teil des Oberarms) dargestellt. Bei der inFig. 4a wied­ergegebenen Draufsicht ist die runde Form des dübelartigen Einsatzes zu erkennen, wie er inFig. 4 im Schnitt darge­stellt ist.InFigs. 4 and 4a, a further preferred form of the guide from the joint surface replacement30 of the invention for application in the field of Schultereckgelenks shown31 (part of the upper arm). In the top view shown inFIG. 4a, the round shape of the dowel-like insert can be seen, as shown inFIG. 4 in section Darge.

Ein ebenfalls dünnwandiger pfannenartiger und perforierter Titanblechkörper bildet hier den Gelenkflächenersatz30. Ein großer Teil der mondsichelförmigen überknorpelten Ge­lenkfläche34 bleibt erhalten bzw. wird neu als natürli­ cher Ersatz gebildet. Die Befestigung erfolgt bei dieser Ausführung durch Eintreiben, wobei die scharfkantigen Um­risse des becherförmigen knochenseitigen Bereichs für eine sichere Befestigung sorgen. Damit dringt mit dem Eintrei­ben das vorhandene Knochenmaterial in den "Becher" und sorgt dort für eine Fixation und ein allmähliches Anwach­sen.A likewise thin-walled, pan-like and perforated titanium sheet body here forms the joint surface replacement30 . A large part of the crescent-shaped cartilaginous Ge joint surface34 is preserved or is newly formed as a natural substitute. The attachment is carried out by driving in this version, the sharp-edged To the cup-shaped bone-side area ensure a secure attachment. Thus, when the bone is inserted, it penetrates the existing bone material into the "cup" and ensures fixation and gradual growth there.

Bei anderen - nicht dargestellten - Ausführungsformen kann eine Befestigung gegebenenfalls mit - insbesondere resor­bierbaren - Stiften erfolgen, welche ihre Haltekraft nach verlieren, nachdem das implantat durch Einwachsen fixiert ist.In other - not shown - embodiments canan attachment if necessary with - in particular resorbbaren - pins are made, which according to their holding forcelose after the implant is fixed by waxingis.

Bei allen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gelenk­flächenersatzes werden nach dem Einwachsen und Überknor­peln im Gelenk Lagerverhältnisse geschaffen, die den phy­siologischen Lagerverhältnissen weitestgehend entsprechen, da die überknorpelte Gelenkfläche in ihren physiologischen Eigenschaften der ursprünglichen Gelenkfläche entspricht und sich auch wie diese beständig regeneriert.In all embodiments of the joint according to the inventionareas are replaced after waxing and over-knottingpeln created in the joint storage conditions that the phylargely correspond to the ecological storage conditions,because the cartilaginous articular surface in its physiologicalCorresponds to the properties of the original articular surfaceand constantly regenerating itself like this.

Obwohl das Hüftgelenk die wichtigste Anwendung für den er­findungsgemäßen Gelenkflächenersatz sein wird, kann der erfindungsgemäße Gelenkflächenersatz auch im Zusammenhang mit allen anderen Gelenkflächen herkömmlicher Gelenk-Endoprothesen verwendet werden, durch bevorzugt eine der Gelenkflächen ersetzt wird, während die gegenüberliegende Gelenkfläche in ihrer natürlichen Funktion erhalten blei­ben kann. Gegebenenfalls können sich - bei Ersatz von Be­reichen beider Gelenkflächen - die ersetzten Gelenkflä­ chenbereiche gegenseitig aber auch ganz oder teilweise überlagern und dabei in Wechselwirkung treten.Although the hip joint is the main application for itinventive joint surface replacement, thejoint surface replacement according to the invention also in connectionwith all other articular surfaces of conventional articularEndoprostheses are used, preferably by one of theArticular surfaces is replaced while the oppositeArticular surface in its natural function leadcan. If necessary - when replacing Berange of both articular surfaces - the replaced articular surfaces but also in whole or in partoverlay and interact.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbei­spiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht.The invention is not restricted in its implementationto the preferred embodiment given abovegame. Rather, a number of variants are conceivablewhich of the solution shown also in principlemakes use of different types.

Claims (15)

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1. Mindestens partieller Gelenkflächenersatz mit mehr­schichtigem Aufbau,dadurch gekennzeichnet, daß eine erste, mit einer der Gelenkfläche zugewandten und diese im Bereich der Gelenkbewegung kontaktierenden Ober­fläche versehene Schicht eine Struktur aufweist, welche eine Überknorpelung erlaubt, während eine weitere, eine dem benachbarten Knochen zugewandte Oberfläche aufweisende Schicht eine zum Ein- oder Anwachsen an den benachbarten Knochen ausgestaltete Struktur aufweist oder einen einsei­tig offenen Hohlkörper zur Aufnahme der gewachsenen Kno­chenstruktur bildet, wobei die gelenkseitige Außenfläche im wesentlichen entsprechend der lokalen Gelenkkrümmung konvex oder konkav verrundet ist.1. At least partial joint surface replacement with a multi-layer structure,characterized in that a first layer with a surface facing the joint surface and contacting it in the region of the joint movement has a layer structure which allows over-cartilage, while a further one adjoins the adjacent bone Layer facing surface has a structure designed for growing in or growing on the adjacent bones or forms a hollow body open on one side for receiving the grown bone structure, the joint-side outer surface being rounded convexly or concavely in accordance with the local joint curvature.2. Gelenkflächenersatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus un­terschiedlichen Materialien bestehen.2. Joint replacement according to claim 1, characterizedcharacterized in that the layers of undifferent materials.3. Gelenkflächenersatz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß min­destens der der Gelenkfläche zugewandte Schicht (21) diese durchquerende, interkonnektierende Durchbrüche (22) auf­weist.3. Joint surface replacement according to one of claims 1 or 2, characterized in that at least the layer facing the joint surface (21 ) has these interconnecting, interconnecting openings (22 ).4. Gelenkflächenersatz nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche in Form von Poren ausgestaltet sind, welche im der Gelenkfläche zugewandten Bereich einen kleineren mittleren Durchmesser aufweisen als in dem der Gelenkfläche abgewandten Bereich.4. joint surface replacement according to claim 3, characterizedcharacterized in that the breakthroughs in the formare formed by pores which are in the articular surfacefacing area a smaller average diameterhave as in the area facing away from the articular surface.5. Gelenkflächenersatz nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Durchbrüche (22) mit resorbierbarem Material (24) ausge­füllt ist.5. joint surface replacement according to claim 4, characterized in that at least part of the openings (22 ) with resorbable material (24 ) is filled out.6. Gelenkflächenersatz nach einem der vorangehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eines der Materialien (20.1 bzw.20.2) eine halbstarre oder flexible Struktur aufweist.6. joint surface replacement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one of the materials (20.1 or20.2 ) has a semi-rigid or flexible structure.7. Gelenkflächenersatz nach einem der vorangehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur gitter- oder gitterrostartig ausgestaltet ist.7. Joint surface replacement according to one of the preceding Ansayings, characterized in thatthe structure is designed like a lattice or gratingis.8. Gelenkflächenersatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur nach Art eines Streckmetalls ausgebildet ist.8. joint surface replacement according to claim 7, characterizedcharacterized in that the structure according to Artan expanded metal is formed.9. Gelenkflächenersatz nach einem der vorangehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Titanblech besteht und die der natürlichen Gelenkoberfläche (20.1 (11 bzw. 12) zugewandte Oberfläche des Gelenkflächenersatzes (20.1 bzw.20.2) eine Beschich­tung (25) von Hydroxylapatit, von bioaktivem Glas oder von Glaskeramik aufweist.9. joint surface replacement according to one of the preceding claims, characterized in that the layer consists of titanium sheet and the natural joint surface (20.1 (11 or 12) facing surface of the joint surface replacement (20.1 or20.2 ) has a coating (25 ) of hydroxyapatite , of bioactive glass or glass ceramic.10. Gelenkflächenersatz nach einem der vorangehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht oder Beschichtung die äußere Oberfläche eines Teils einer Schaftprothese bildet.10. Joint surface replacement according to one of the preceding Ansayings, characterized in thatthe layer or coating the outer surface of aForms part of a stem prosthesis.11. Gelenkflächenersatz nach einem der vorangehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche oder Poren und/oder die Dicke der Be­schichtung im Bereich der der Gelenkfläche zugewandten Oberfläche geringere Abmessungen aufweisen als die im Be­reich der dem Knochen zugewandten Oberfläche.11. Joint replacement according to one of the preceding Ansayings, characterized in thatthe openings or pores and / or the thickness of the loadinglayering in the area of the joint surfaceSurface have smaller dimensions than that in the Berich in the surface facing the bone.12. Gelenkflächenersatz nach einem der vorangehenden An­sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrüche oder Poren in dem dem Knochen zugewandten Oberflächenbereich der Porengröße des benachbarten Kno­chenmaterials angepaßt sind.12. Joint replacement according to one of the preceding Ansayings, characterized in thatthe breakthroughs or pores in the bone-facingSurface area of the pore size of the neighboring knoChen material are adapted.13. Gelenkflächenersatz nach einem der vorangehenden An­sprüche, gekennzeichnet durch eine prismatische oder in sonstiger Weise extrudierbar profi­ lierte Ausgestaltung oder solche von sich in Richtung der dem Knochen zugewandten Seite verjüngenden Querschnitt.13. Joint surface replacement according to one of the preceding Ansayings marked by aprismatic or otherwise extrudable profi lated design or those of themselves in the direction ofcross-section tapering towards the bone.14. Gelenkflächenersatz nach Anspruch 15, gekenn­zeichnet durch durch eine säulen- oder qua­derförmige Ausgestaltung.14. Joint replacement according to claim 15, characterizedcharacterized by a columnar or quaderiform design.15. Gelenkflächenersatz nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Knochen zugewandte Bereich als Hohlprofil ausge­stalte ist, dessen Achse senkrecht zur örtlichen Ausrich­tung der Gelenkfläche gerichtet ist.15. Joint replacement according to one of claims 15 or16, characterized in thatthe area facing the bone as a hollow profileis its axis perpendicular to the local alignmentdirection of the articular surface is directed.