Die anatomisch angepaßte Endoprothese des proximalen Femurendes

Zusammenfassung

Die anatomisch angepaßte Endoprothese des proximalen Femurendes wurde aus Ausgußmodellen von gesäuberten Markhöhlen präparierter Femurknochen entwickelt. Durch proportionale Verkleinerung wurden verschieden große Schaftmodelle in einer Abstufung von 10% entwickelt. In gleicher Weise wie die Oberschen kel markhöhle hat auch der Prothesenstiel einen eiovalen Querschnitt und einen Antetorsionsdrall, woraus sich die Notwendigkeit unterschiedlicher Ausführung für das linke und rechte Femur ergibt. Die Länge des Endoprothesensticls kann nicht willkürlich bestimmt werden, sondern muß sich der Verjüngung der Oberschenkelmarkhöhle anpassen. Der Prothesenstiel muß oberhalb der engsten Stelle des Markraumes enden. Entsprechende Meßwerte werden vorgelegt. Die Konstruktion des Prothesenkragens orientiert sich an der häufigsten Richtung der resultierenden Hüftkraft, die durch die Schenkelhalsresektionsflächc senkrecht geschnitten werden muß. Um dies zu erreichen, ist anstelle der üblichen Schrägosteotomie des Schenkelhalses mit Opferung des Kaikar femoris eine stufenförmige Osteotomie notwendig. Durch den bündigen Aufsitz des Endoprothesenkragcns auf der gesamten Resektionsfläche des Schenkelhalses in einem Winkel von 64° zur Endoprothesenschaftachse können trotz variierender Hüfrgclenkbel astung kaum Reibkräfte zwischen Kragen und Resektionsfläche auftreten. Die unterschiedliche Prothesenhaislänge wird durch Aufsetzen verschieden gebohrter Keramikkugelköpfe ermöglicht. Unabhängig von der individuellen Auswahl bestimmter Keramikkugelköpfe in Kopplung mit bestimmten Endoprothesen liegt die Wirkrichtung der maximalen Hüftbelastung immer innerhalb der Resektionsfläche. Kippmomente auf den Schaft mit der Möglichkeit von Endoprothesenschaftfrakturen werden damit eleminiert. Im Anschluß an die Einzementierung anatomisch angepaßter Endoprothesen des proximalen Femurschaftes werden Umbau- und Abbauprozesse des Kalkar femoris unter dem Endoprothesenkragen beob achtet. Auch bei zementfreier Implantation derartiger Endoprothesenschäfte, die mit einer spongiös-metallischen Oberfläche versehen sind, kommt es zu ähnlichen Umbauvorgängen am Kalkar femoris, was als Hinweis dafür gewertet wird, daß die Krafteinleitung in das Femur auch bei zementfreier Implantation weitgehend über den Schaft und zumindest in der Anfangsphase kaum über den Kragen stattfindet. Die Arbeit enthält Hinweise zur Operationstechnik.

Abstract

The marrow-cavities of several human femora were cleaned and filled with plastics; the femoral component design was developed based on thcsc moulds. Different sizes of the stem were obtained by scaling down the biggest mould in steps of 10%. The stem has an oval cross-section and is twisted similar to the form of the marrow-cavity; therefore different designs for the left and right femur are necessary. As the marrow-cavity of the femur tapers down to the middle of the shaft the length of the prostetic stem cannot be selected arbitrarily. The stem must end above the narrowest site of the cavity. Data are presented. To avoid disadvantageous frictional stresses between the collar of the prosthesis and the plane of resection of the femoral neck both must be aligned perpendicular to the most common direction of the load of the hip joint. Therefore a steplike osteotomy of the fernoral neck becomes necessary without disturbing the calcar femorale instead of an inclined osteotomy. A firm contact between the femo ral wall and the collar, which forms an angle of 64° with the axis of the femoral shaft, guarantees that only small frictional stresses occur between collar and femoral cortex if the load of the hip joint varies within the physiological range. A set of ceramic femoral heads with three different conical borings yield different lengths of the neck of the prosthesis. Independent of which femoral head and which size of prosthesis are chosen the direction of the maximum hip load in any case thrusts the contact area between collar and femoral wall. Thus dangerous tilting moments round the medial calcar femorale do not occur, the ineidence of a fracture of the prosthesis shaft is therefore reduced. After implantation of the anatomically designed femoral compenent both remodelling and resorption of the calcar femorale are observed. This reaction is independent of the kind of fixation, i.e. if a smooth stem was fixed with cement or a stem with a porous, cancellous bone-like metallic surface was itnplanted without cement fixation. These results let suppose that the load is mainly transmitted by the stem and not by the collar from the endoprosthesis to the femur, also in the case of cementless fixation. The surgical procedure is in part described.