DE102005022576B4

DE102005022576B4 - Modular aufgebaute, gekoppelte Knieendoprothese

Info

Publication number: DE102005022576B4
Application number: DE200510022576
Authority: DE
Inventors: Charly Roussel; Klaus Dipl.-Ing.(Univ) Pfitscher; Rolf K. Prof. Dr. Miehlke; Bernard Dr. Reignier
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: REIGNIER, BERNARD, DR., MARESCHE, FR; Aesculap AG
Priority date: 2005-05-09
Filing date: 2005-05-09
Publication date: 2009-12-31
Anticipated expiration: 2025-05-10
Also published as: DE102005022576A1

Abstract

Modular aufgebaute, gekoppelte Knieendoprothese mit einem eine obere Lagerfläche aufweisenden Tibiateil, einem auf der Lagerfläche aufliegenden, auf dieser um eine senkrecht auf der Lagerfläche stehende Drehachse verdrehbaren, auf seiner Oberseite Lagerschalen für ein Femurteil aufweisenden Meniskusteil, mit einem Femurteil mit sich in den Lagerschalen abstützenden Gleitflächen, mit einem das Femurteil mit einem Lagerzapfen gelenkig verbindenden Gelenk und mit einer Lagerhülse im Tibiateil, die koaxial zu der Drehachse des Meniskusteils am Tibiateil angeordnet ist, das Meniskusteil durchsetzt und in die der Lagerzapfen frei drehbar und axial verschieblich eintaucht, wobei zur Anpassung der Bauhöhe der Knieendoprothese an die anatomischen Gegebenheiten Meniskusteile unterschiedlicher Höhe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk als Scharniergelenk ausgebildet ist, daß für jedes Meniskusteil (4) unterschiedlicher Höhe eine bestimmte Lagerhülse (15) mit einer Länge, die an die Höhe des jeweiligen Meniskusteils (4) angepaßt ist, vorgesehen ist, daß die Lagerhülsen (15) unterschiedlicher Länge Anschläge (20) aufweisen, durch die sich...

Description

Die Erfindung betrifft eine modular aufgebaute, gekoppelte Knieendoprothese mit einem eine obere Lagerfläche aufweisenden Tibiateil, einem auf der Lagerfläche aufliegenden, auf dieser um eine senkrecht auf der Lagerfläche stehende Drehachse verdrehbaren, auf seiner Oberseite Lagerschalen für ein Femurteil aufweisenden Meniskusteil, mit einem Femurteil mit sich in den Lagerschalen abstützenden Gleitflächen, mit einem das Femurteil mit einem Lagerzapfen gelenkig verbindenden Gelenk und mit einer Lagerhülse im Tibiateil, die koaxial zu der Drehachse des Meniskusteils am Tibiateil angeordnet ist, das Meniskusteil durchsetzt und in die der Lagerzapfen frei drehbar und axial verschieblich eintaucht, wobei zur Anpassung der Bauhöhe der Knieendoprothese an die anatomischen Gegebenheiten Meniskusteile unterschiedlicher Höhe vorgesehen sind.
Gekoppelte Knieendoprothesen weisen eine besonders lange Lebensdauer auf, da einerseits die Kraftübertragung praktisch ausschließlich über die Lagerung der Gleitflächen in den Lagerschalen des Meniskusteils erfolgt, andererseits aber diese Bewegung durch das Vorsehen eines Scharniergelenkes exakt geführt ist. Dieses Scharniergelenk kann seine Höhenlage oberhalb des Tibiateils entsprechend der Geometrie der Lagerschalen und der Gleitflächen verändern, dazu wird der Lagerzapfen des Scharniergelenks in einer am Tibiateil gehaltenen Lagerhülse geführt. Diese Führung ist wesentlich, um die Stabilität Knieendoprothese auch dann zu gewährleisten, wenn der Halteapparat des Knies nicht mehr vollständig intakt ist.
Derartige Knieendoprothesen sind beispielsweise aus der FR 2 696 926 A1 oder der US 5,370,701 bekannt. Eine ähnliche Konstruktion ist auch in der EP 0 400 045 B1 beschrieben.
Zur Anpassung der Baugröße werden solche Knieendoprothesen häufig modular aufgebaut, so daß Bauteile unterschiedlicher Dimensionen miteinander kombiniert werden können.
Insbesondere ist es von Bedeutung, den Abstand des Femur und der Tibia durch die Wahl der richtigen Bauhöhe der Bauteile zu beeinflussen. In der DE 94 14 970 U1 wird eine Scharnierprothese beschrieben, bei der die Bauhöhe durch die Wahl unterschiedlich hoher Meniskusteile beeinflußt werden kann. Dabei bilden Meniskusteil und Lagerhülse eine Baueinheit, die Lagerhülse ist unmittelbar an das Meniskusteil angeformt und durchgehend zylindrisch ausgebildet.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einer modular aufgebauten Knieendoprothese der gattungsgemäßen Bauart einerseits die Anpassung der Bauhöhe der Prothese zu ermöglichen und andererseits in baulich einfacher Weise die einwandfreie Führung des Femurteils relativ zum Tibiateil sicherzustellen.
Diese Aufgabe wird bei einer modular aufgebauten, gekoppelten Knieendoprothese der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gelenk als Scharniergelenk ausgebildet ist, daß für jedes Meniskusteil unterschiedlicher Höhe eine bestimmte Lagerhülse mit einer Länge, die an die Höhe des jeweiligen Meniskusteils angepaßt ist, vorgesehen ist, daß die Lager hülsen unterschiedlicher Länge Anschläge aufweisen, durch die sich eine gleiche Eintauchtiefe der Lagerhülsen in eine Aufnahmebuchse des Tibiateils ergibt, und daß die Lagerhülsen einen zylindrischen unteren Abschnitt und einen oberen Kopf aufweisen und daß bei Lagerhülsen unterschiedlicher Länge die Länge des zylindrischen Abschnitts gleich ist und die Längenänderung allein durch eine Längenänderung des Kopfes erreicht ist.
Durch die Auswahl eines Meniskusteils der geeigneten Höhe kann der Abstand zwischen Femurteil und Tibiateil eingestellt werden. Zu jedem Meniskusteil mit einer bestimmten Bauhöhe gehört eine bestimmte Lagerhülse mit einer Länge, die an die Höhe des jeweiligen Meniskusteils angepaßt ist, so daß also bei einem dickeren Meniskusteil auch eine längere Lagerhülse verwendet wird. Dadurch wird sichergestellt, daß der Lagerzapfen des Scharniergelenks auch bei unterschiedlicher Höhe des Meniskusteils in gleicher Weise geführt wird, es geht also nicht durch die Zunahme der Höhe des Meniskusteils ein Teil der Führungslänge verloren.
Durch die Anschläge an den Lagerhülsen ergibt sich eine gleiche Eintauchtiefe der Lagerhülsen in eine Aufnahmebuchse des Tibiateils. Die Lagerhülse wird also unabhängig von der jeweiligen Länge der Lagerhülse über die gleiche Eintauchtiefe in der Aufnahmebuchse des Tibiateils gehalten, und die Lagerhülse selbst bietet dem Lagerzapfen des Scharniergelenks unabhängig von ihrer eigenen Länge in jedem Fall eine gleich große Eintauchtiefe und damit die gleiche Führung.
Die Längenänderung wird dadurch, daß die Lagerhülse einen zylindrischen unteren Abschnitt und einen oberen Kopf aufweist und daß bei Lagerhülsen un terschiedlicher Länge die Länge des zylindrischen Abschnittes gleich ist, allein durch die Längenänderung des Kopfes erreicht. Dies hat den Vorteil, daß die Lagerhülsen mit dem immer gleichen zylindrischen Abschnitt immer gleich tief in das Tibiateil eintauchen und daß andererseits die Lagerhülse mit dem Kopf in immer gleicher Weise nach oben über das Meniskusteil vorsteht, und zwar unabhängig davon, wie hoch das jeweilige Meniskusteil ist.
Es ist günstig, wenn die Lagerhülsen drehfest an den Tibiateilen gehalten sind, die drehfesten Lagerhülsen können dann gleichzeitig durch geeignete Anschlagflächen als Drehsicherung für das Femurteil dienen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Lagerhülse einen zylindrischen unteren Abschnitt und einen oberen Kopf aufweist und daß bei Lagerhülsen unterschiedlicher Länge die Länge des zylindrischen Abschnitts gleich ist und die Längenänderung allein durch eine Längenänderung des Kopfes erreicht ist.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
1: eine perspektivische Explosionsansicht einer modular aufgebauten, gekoppelten Knieendoprothese;
2: eine perspektivische Explosionsansicht der unteren Teile der Knieendoprothese der 1 mit einem niedrigen Meniskusteil und einer kurzen Lagerhülse und
3: eine Ansicht ähnlich 2 mit einem hohen Meniskusteil und einer entsprechend längeren Lagerhülse.
Die in der Zeichnung dargestellte Knieendoprothese 1 umfaßt ein Tibiateil 2, ein Femurteil 3 und ein zwischen den beiden angeordnetes Meniskusteil 4.
Am Tibiateil 2 ist an der Oberseite eines Haltezapfens 5, der in den Markraum eines Tibiaknochens eingeschoben wird, eine quer zur Längsrichtung des Haltezapfens 5 verlaufende Tibiaplatte 6 gehalten, deren ebene Oberseite eine Lagerfläche 7 für das an seiner Unterseite ebene Meniskusteil 4 bildet. Die Tibiaplatte 6 wird von einer zylindrischen Aufnahmebuchse 8 durchsetzt, deren Längsachse senkrecht zur Lagerfläche 7 verläuft und die die Lagerfläche 7 in Form eines Ringflansches 9 überragt. Auf zwei gegenüberliegenden Seiten trägt dieser Ringflansch 9 zwei nach oben abstehende Vorsprünge 10, 11.
Das Meniskusteil 4, das im Gegensatz zu dem metallischen Tibiateil 2 und dem metallischen Femurteil 3 aus einem Kunststoff besteht, insbesondere aus Polyethylen, überdeckt im wesentlichen die gesamte Lagerfläche 7 und weist eine zentrale, im Querschnitt kreisförmige Durchbrechung 12 auf, die mit ihrer Innenwand an der Außenseite des Ringflansches 9 dicht anliegt, so daß der Ringflansch 9 ein Drehgelenk für das Meniskusteil 4 ausbildet, dieses ist somit auf der Lagerfläche 7 um eine Drehachse verdrehbar, die mit der Längsachse der Aufnahmebuchse 8 zusammenfällt.
Zu beiden Seiten der Durchbrechung 12 sind auf der Oberseite des Meniskusteils 4 jeweils eine konkave Lagerschale 12, 13 eingearbeitet.
In die Aufnahmebuchse 8 ist von oben her eine Lagerhülse 15 eingesteckt, die einen zylindrischen unteren Abschnitt 16 und einen annähernd quaderförmigen Kopf 17 aufweist. An zwei gegenüberliegenden Seiten 18, 19 des Kopfes sind Ausnehmungen 20 eingearbeitet, die in ihrer Form komplementär zu den Vorsprüngen 10, 11 ausgebildet und nach unten offen sind. Beim Einstecken der Lagerhülse 15 in die Aufnahmebuchse 8 treten die Vorsprünge 10, 11 in die entsprechenden Ausnehmungen 20 des Kopfes 17 ein und legen dadurch die Lagerhülse 15 drehfest in der Aufnahmebuchse 8 fest. Der Kopf 17 ragt dabei über das Meniskusteil 4 nach oben hervor.
Das Femurteil 3 weist in ähnlicher Weise wie das Tibiateil 2 einen Haltezapfen 21 auf, der in den Markraum des Femurknochens eingeschoben wird, und der an einem Ende zwei im Abstand zueinander und parallel zueinander verlaufende gebogene Gleitflächen 22, 23 trägt, die bei montierter Knieendoprothese in die Lagerschalen 13, 14 eintauchen und sich in diesen abstützen.
Zwischen den beiden Gleitflächen 22, 23 ist eine durch zwei senkrechte Seitenwände 24 begrenzte Lagerkammer 25 ausgebildet. Die beiden Seitenwände 24 weisen je eine Lageröffnung 26 auf, die der Lagerung einer die Lagerkammer 25 quer durchsetzenden Lagerwelle 27 dienen. Zur Lagerung der Lagerwelle 27 werden zwei Lagerscheiben 28, 29 auf die Lagerwelle 27 aufgesteckt, diese umgeben die Lagerwelle 27 mit einem seitlich von den Lagerscheiben 28, 29 abstehenden ringflanschförmigen Bund 30, der in die Lageröffnungen 26 hineinragt und somit die Lagerwelle definiert in den Lageröffnungen 26 hält. Diese Lagerscheiben sind vorzugsweise aus einem Kunststoff gefertigt, beispielsweise aus Polyethylen.
Zwischen den beiden Lagerscheiben 28, 29 ist auf der Lagerwelle 27 mittels eines die Lagerwelle 27 umgebenden Lagerringes 31 ein radial von diesem abstehender Lagerzapfen 32 gelagert, der in den komplementär zu ihm ausgebildeten Innenraum 33 der Lagerhülse 15 eintaucht. Auf diese Weise werden das Femurteil 3 einerseits und das Tibiateil 2 andererseits über ein Scharniergelenk miteinander schwenkbar verbunden. Dieses Scharniergelenk ist jedoch in seiner Höhe relativ zum Tibiateil 2 verschiebbar, da der Lagerzapfen 32 in der Lagerhülse 15 in axialer Richtung frei verschiebbar ist. Der Abstand von Femurteil 3 und Tibiateil 2 wird durch die Anlage der Gleitflächen 22 und 23 an den Lagerschalen 13 beziehungsweise 14 bestimmt.
Der Kopf 17 der Lagerhülse 15 ragt in die Lagerkammer 25 hinein und steht mit seinen einander gegenüberliegenden Seitenflächen 36, 37 den Lagerscheiben 28, 29 gegenüber. Diese Seitenflächen 37, 36 bilden Anschlagflächen aus, die bei einer Verdrehung des Femurteils 3 um die durch die Lagerhülse 15 de finierte Drehachse relativ zum Tibiateil 2 an einer der Lagerscheiben 28 beziehungsweise 29 anschlagen und damit die Drehbewegung begrenzen.
Wie aus den Darstellungen der 2 und 3 deutlich wird, können die Meniskusteile 4 in unterschiedlicher Höhe Verwendung finden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in den 2 und 3 Meniskusteile 4 mit zwei unterschiedlichen Höhen dargestellt, es versteht sich aber, daß eine größere Anzahl von Meniskusteilen 4 mit jeweils verschiedener Bauhöhe Verwendung finden können, so daß dem Operateur ein Bausatz zur Verfügung steht, aus dem er den Meniskusteil 4 der gewünschten Höhe auswählen kann.
Jedem Meniskusteil 4 einer bestimmten Bauhöhe ist eine Lagerhülse 15 einer bestimmten Länge zugeordnet, dabei unterscheiden sich die Lagerhülsen 15 nicht in der Länge des zylindrischen unteren Abschnitts 16, sondern nur in der Baulänge des Kopfes 17. Dieser ist entsprechend der Zunahme der Höhe des Meniskusteils 4 verlängert, so daß die Lagerhülse 15 in allen Fällen gleich weit über die Oberseite des Meniskusteils 4 und damit deren Lagerschalen 13, 14 hervorsteht. Dadurch wird erreicht, daß der Lagerzapfen 32 des Lagerrings 31 unabhängig von der Bauhöhe der Meniskusteils 4 immer gleich weit in die Lagerhülse 15 eintaucht und in dieser in gleicher Weise geführt wird.
Der Bausatz umfaßt also neben den unterschiedlich hohen Meniskusteilen 4 auch eine entsprechende Anzahl von Lagerhülsen 15 unterschiedlicher Länge, wobei deren Länge an die unterschiedliche Höhe der Meniskusteile 4 angepaßt ist.

Claims

Modular aufgebaute, gekoppelte Knieendoprothese mit einem eine obere Lagerfläche aufweisenden Tibiateil, einem auf der Lagerfläche aufliegenden, auf dieser um eine senkrecht auf der Lagerfläche stehende Drehachse verdrehbaren, auf seiner Oberseite Lagerschalen für ein Femurteil aufweisenden Meniskusteil, mit einem Femurteil mit sich in den Lagerschalen abstützenden Gleitflächen, mit einem das Femurteil mit einem Lagerzapfen gelenkig verbindenden Gelenk und mit einer Lagerhülse im Tibiateil, die koaxial zu der Drehachse des Meniskusteils am Tibiateil angeordnet ist, das Meniskusteil durchsetzt und in die der Lagerzapfen frei drehbar und axial verschieblich eintaucht, wobei zur Anpassung der Bauhöhe der Knieendoprothese an die anatomischen Gegebenheiten Meniskusteile unterschiedlicher Höhe vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelenk als Scharniergelenk ausgebildet ist, daß für jedes Meniskusteil (4) unterschiedlicher Höhe eine bestimmte Lagerhülse (15) mit einer Länge, die an die Höhe des jeweiligen Meniskusteils (4) angepaßt ist, vorgesehen ist, daß die Lagerhülsen (15) unterschiedlicher Länge Anschläge (20) aufweisen, durch die sich eine gleiche Eintauchtiefe der Lagerhülsen (15) in eine Aufnahmebuchse (8) des Tibiateils (2) ergibt, und daß die Lagerhülsen (15) einen zylindrischen unteren Abschnitt (16) und einen oberen Kopf (17) aufweisen und daß bei Lagerhülsen (15) unterschiedlicher Länge die Länge des zylindrischen Abschnitts (16) gleich ist und die Längenänderung allein durch eine Längenänderung des Kopfes (17) erreicht ist.
Modular aufgebaute, gekoppelte Knieendoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Lagerhülsen (15) so gewählt ist, daß diese bei Meniskusteilen (4) unterschiedlicher Höhe nach oben gleich weit über die Meniskusteile (4) hervorstehen.
Modular aufgebaute, gekoppelte Knieendoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülsen (15) drehfest an den Tibiateilen (2) gehalten sind.