DE1964781A1 - Prothese fuer das Kniegelenk eines Menschen - Google Patents

Description

• Prothese für das Kniegelenk eines Menschen Die Erfindung betrifft eine Prothese, genauer gesagt eine Teilprothese für das Kniegelenk eines Menschen.
• Verschiedene Erkrankungen im Bereich des Kniegelenkes wie Osteoporose, Polyarthritis und Folgeerkrankungen nach einseitigen oder doppelseitigen Schien beinkopfbrüchen oder Condylenbrüchen können chronische Veränderungen mit Zerstörungen zw. Teilzerstörungen des Knochengewebes verursachen und den Einsatz einer Prothese eiforderlich machen, Bei schweren Brächen, beispielsweise mit weitgehender Zertrümmerung des medialen oder7und lateralen Tibiaplateaus, d.h. der innen oder außen liegenden Lauffläche des Unterschenkelknochens, wird im allgemeinen das Kniegelenk vollkommen amputiert und durch ein künstliches Gelenk ersetzt. Diese bekannte sog. Totalendoprothese des Kniegelenkes findet in Ermangelung besserer Lösungen auch bei Erkrankungen wie Arthose oder Polyarthritis Verwendung, also in Fällen, in denen eine Totalendoprothese an sich nicht erfoderlich ist, da die Form der Gelenkköpfe noach völlig oder zumindest weitgehend erhalten ist. Die Totalprothese weist erhebliche Nachteile auf. Sie stellt nähmlich im Verhältnis zu dem sie umgebenden relativ dünnen Weichteilmantel ein verhältnismäßig großes Implantat dar, sodaß aucch nach vollkommener Ausheilung stets wieder Verletzunen zu befürchten sind. Dari;ber hinaus hat sich herausgestellt, c)aß ein sehr großes Risiko hinsichtlich der Gefahr von Wundinfektionen Gegeben ist. Vor allein tragen die bekannten Totalendoprothesen des Kniegelenkes den anatomischen Gegebenheiten am Kniegelenk nicht hinreichend Rechnung. Die bekannten Totalprothesen dieser Art sind nämlich in der Art eines Schaniers ausgebildet und gestatten daher praktisch keine seitliche Beweglichkeit des Kniegelenkes Man ist daher bereits dazu übergegangen, beispielsweise bei.
• Arthrose, zwischen die Gelenkflächen der Knochen dünne Zwischenkörper aus Metall einzulegen. Derartige Metallinterpositionen sind jedoch nur nulvollkommen im Knochen zu fixieren. Solche Zwischenkörper sind infolge des erheblich geringeren Eingriffs gegenüber der Totalendoprothese zwar zu bevorzugen, doch ist der Prozentsatz der erfolgreich verlaufenden Operationen dieser Art noch als erheblich zu niedrig zu bewerten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Prothese fLir das Kniegelenk eines Menschen zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile nicht auftreten. Die einzubauende Prothese soll möglichst kleine Abmessungen aufweisen, sodaß nur verhältnismäßig wenig Knochengewebesubstanz entfernt zu werden braucht und die oben beschriebenen Nachteile großer Implantate vermieden sind. Dabei soll eine Funktions- oder Stabilitätseinbuße des Kniegelenkes nicht auftreten. Diese soll gegenüber den bekannten Endoprothesen vielmehr verbessert werden, wobei angestrebt wird, caß die natürliche Konstruktion des Kniegelenkes weitgehend erhalten bleibt.
• Als Lösung dieser Aufgabe ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Prothese aus mindestens zwei miteinander zusammenwirkenden Einsätzen besteht, von denen der eine am Kopf des einen Schenkelknochens zu verankernde $Einsatz als Schale ausgebildet ist, die der rorm des Gelenkkopfes entsprechend gekrümmt ist, und der andere am Kopf des anderen Schenkelknochens zu verankernde Einsatz als Block mit einer frei liegenden Stützfläche usgebildet ist, auf wlcher der als Schale ausgebildete erste Einsatz in eingebauten Zustand aufliegt. Wenn vorstehend oder nachstehend von einer Schalenform des einen Einsatzes die Bede ist, so iet damit nicht gemeint, daß dieser Einsatz auf seiner der Stützfläche des anderen einsatzes zugekehrten Ausenseite unbedingt allseitig gekrümmt ausgebildet werden muß.
• Eine soiche Krümmung ist jedoch als eine bevorzugte Ausgestaltung anzusehen, da mit ihr eine punkt- oder linienförmige Berührung ces anderen Einsatzes zu erzielen ist, die entsprechend der natürlichen Ausbildung der Schenkelcondylen besonders günstige Wälzverhältnisse schafft. Im Gegensatz zu der bekannten Totalendorrothese des Kniegelenkes, bei der die künstlichen Gelenkköpfe in der Art eines Scharniers miteinander verbunden sind, stehen zwei einander zugeordnete Einsätze der erfindungsgemäßen Teilprothese nicht in formschlüssiger Verbindung sondern sind voneinander unabhangig.
• Zur Erzielung zufriedenstellender Laufeigenschaften bei günstigen Reibungsverhältnissen und vernachlässigbar kleinem Abrieb ist nach der Erfindung vorgesehen, daß die Einsätze aus alloplastischem Material bestehen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der eine Einsatz aus einem geeigneten Metall besteht und der andere aus einem geeigneten Kunststoff.
• Diese Kombination von Werkstoffen erwies sich als außerordentlich gewebeverträglich und ergibt bei günstigen Reibungsverhältnissen einen extrem niedrigen Abrieb. Dar-ber hinaus ist der Kunststoffeinsatz verhältnismäßig elastisch und daher in der Lage, die auf das Gelenk einwirkende kinetische oder Druckenergie als potentielle Energie zu speichern. In bevorzugter Ausgestaltung d.er Erfindung besteht der chalenförmige Einsatz aus Metall und der blockförmige Einsatz aus einem elastischen Kunststoff Als geeignetes Metall hat sich ein hochaustenitischer Edelstahl auf chrom-, Nickel- und Molybdänbasis erwiesen. Als Kunststoff des anderen Einsatzes ist ein hochmolekulares Polyäthylen vorgesehen. Selbstverständlich können diese Werkstoffe jeweils durch geeignete andere Werkstoffe entsprechender Eigenschaften ersetzt werden. Um die günstigen Reibungs- und Abriebverhältnisse zu erzielen-, hat -es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Außenseite eines Einsatzes hochglanzpoliert ist. Hierfür eignet sich aus Fertigungs- und Werkstoffgründen am besten die dem Kunststoffeinsatz zugekehrte Außenseite des Metalleinsatzes.
• Zur sicheren und dauernden Verankerung der Einsätze in den Knochen sind jeweils an der Innenseite eines Einsatzes vorstehende Ansatze vorgesehen. Die Befestigung der Einsätze erfolgt zweckmäßig mit einem sog. Knochenzement. Hierfür haben sich bestimmte Acrylharze besonders bewährt.
• Die Erfindung und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen schalenförmigen Einsatz aus Metall für ein Oberschenkelcondyl in perspektivischer Darstellung, Fig. 2 einen blockförmigen Einsatz aus Kunststoff in perspektivischer Darstellung für ein Unterschenkelcondyl, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Gelenkköpfe der Ober-und Unterschenkelknochen mit eingepflanzten Einsätzen in der Seitenansicht und Fig. 4 die Anordnung der Fig. 3 in Vorderansicht, ebenfalls in schematischer Darstellung.
• Die Zeichnung zeigt einen Oberschenkelknochen (Femur) 1 und einen Unterschenkeiknochen (Tibia) 2 und die Condyli 3, 4 bzw.
• 5, 6 des Oberschenkelknochen 1 bzwÒ Unterschenkelknochen 2.
• Im GelenkkopS des Oberschenkelknochen 1 ist sowohl in dem dialen Condylus 3 als auch in dem lateralen C.ondylus 4 ein Einsatz 7 verankert wie er in Figur 1 dargestellt ist. Entsprechend ist in dem medialen Condylus 5 bzw. lateralen Condylus 6 des Unterschenkelknochens 2 jeweils ein Einsatz 8 verankert mie er in Figur 2 dargestellt ist0 Der gegossene schalenförmige Einsatz 7 besteht aus hochaustenitischem Edelstahl und ist an einer Außenseite 9 hochglanzpoliert. Die Schale 7 ist etwa 20 mm breit und 3 mm dick. Ihre Krümmung ist der natürlichen Krümmung der Condyli 3, 4 angepaßt. Während die Außenseite 9 allseitig gekrümmt ist, indem sie etwa rechtwinklig zu der bereits beschriebenen Krümmung annahernd kreisbogenförmig abgerundet ist, weist die Innenseite 11 nur die dem Knochen entsprechende Krümmung auf. Auf der Innenseite 11 sind vorstehende Ansätze 12, 13, 13' vorgesehen, mit denen der Einsatz 7 im Schenkelknochen fest zu verankern ist0 Die stabförmigen Ansätze 12 sind mit quer zu ihrer Langsachse liegenden Ausnehmungen 14 versehen, die eine bessere Verankerung gewährleisten. Die niedrigen Ansätze sind entweder als Rippen 13 oder in der Art von Knaggen 13' ausgebildet.
• Der in Figur 2 dargestellte Einsatz 8 besteht aus hochpolymerem Polyäthylen. Die Stützfläche 16 ist eben und wirkt mit der Außenseite 9 des Einsatzes 7 zusammen. Die Lauffläche 16 ist etwa 4 cm lang und 2 cm breit und entspricht damit etwa der Hälfte der Belastungsfläche des Schienenbeinkopfes eines größeren Kniegelenkes. Sind diese Dimensionen für ein kleines Kniegelenk zu groß, so kann der Block beispielsweise mit einer Lüerschen Zange ohne Schiwerigkeit intraoperativ verkleinert werden. Die Seitenflächen 17 des Einsatzes 8 stehen im spitzen Winkel zur Stützfläche 16o An seiner dem Unterschenkelknochen 2 zugekehrten Innenseite trägt der Einsatz 8 einen Verankerungssteg 18, der mit Ausnehmungen 19 zur besseren Verankerung versehen ist. Zwischen dem Verankerungssteg 18 und der Stützplatte mit der Stützfläche 16 ist eine durch Hinterfräsung entstandene Nut 21 vorgesehen, die sich für eine sichere mechanische Verankerung als besonders vorteilhaft erwiesen hat.
• Die Einsätze 7, 8 werden nach Eröffnen des Kniegelenkes und notwendiger Entknorpelung sowie Einfräsung der Haftlöcher für die Ansätze 12, 13, 13s, 18 uit einem Acrylharz in die Knochen einzementiert. Diese Arbeiten erfolgen zweckmäßig in extremer Beugestellung des Kniegelenkes. Vor dem Aushärten des Knochenzementes wird das Knie in die äußerste Streckstellung gebracht, um eventuell erforderliche Korrekturen durchführen zu können und die relative Lage der Einsätze 7, 8 zueinander überprüfen zu können.
• Selbstverständlich ist bei einem verminderten Zerstörungsgrad im Kniegelenk auch möglich, nur ein Paar Einsätze 7, 8 für die Condyli 3 und 5 bzw. 4 und 6 vorzusehen Eine Anwendung der erfindungsgemäßen Prothese ist auch bei Trümmerfrakturen möglich, sofern der Bandapparat des Kniegelenkes noch hinreichend erhalten ist0 Der besondere Vorteil der Erfindung liegt in dem verhältnismäßig kleinen und leichten Implantat, wobei dieses nicht direkt von Weichteilen umgeben ist sondern im Knochengewebe gehalten ist. Die Prothese nach der Erfindung gestattet nicht nur eine Beuge und Streckbewegung des Kniegelenkes sondem darüber hinaus auch die kleinen Dreh--, Seitwarts- und Vorwärtsbewegungen, die das natürliche Kniegelenk auszuführen in der Lage ist. Selbstverständlich kommen grundsätzlich auch Umkehrlösungen sowohl hinsichtlich des Werkstoffes als auch hinsichtlich der Ausbildung der Einsätze in Betracht, doch ist die beschriebene Ausgestaltung als bevorzugte Lösung anzusehen - Ansprüche -

Claims (6)

1. - A n s p r ü c h e -Potheae für das Kniegelenk eines Menschen, dadurch gekennzeichnet, daß die Prothese aus mindestens zwei miteinander zusammenwirkenden Einsätzen (7, 8) besteht, von denen der eine im Kopf des einen Schenkelknochens (1) zu verankernde Einsatz (7) als Schale ausgebildet ist, die der Form des Gelenkkopfes (3, 4) entsprechend gekrümmt ist, und der andere am Kopf (5,6) des anderen Schenkelknochens (2) zu verankernde Einsatz (8) als Block mit einer frei liegenden Stützfläche (16) ausgebildet ist, auf der die Schale (7) im Einbauzustand aufliegt.
2. 2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet9 daß die Außenseite (9) des schalenförmigen Einsatzes (7) allseitig gekrümmt ist.
3. 3. Prothese nach einem oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (9) eines Einsatzes (7) hochglanzpoliert ist.
4. 4. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite (11) eines Einsatzes (7, 8) vorstehende Ansätze (12, 13, 13', 18) torgesehen sind, mit denen der Einsatz (7, 8) im Schenkelknochen (1, 2) fest zu verankern ist.
5. 5. Prothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (7) an seiner den Knochen (1) zugekehrten Innenseite (11) mindestens einen stabförmigen Ansatz (12) trägt, der mit quer zu seiner Längsachse liegenden Ausnehmungen (14) versehen ist0
6. 6. Prothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,- daß der blockförmige Einsatz (8) an seiner dem Knochen (2) zugekehrten Seite einen Verankerungssteg (18) trägt, der mit Ausnehmungen (19) versehen ist.

   7. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (17) des blockförmigen Einsatzes (8) im spitzen Winkel zu der Stützfläche (16) stehend 8o Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (7, 8) aus alloplastischem Material bestehen.

   9. Prothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der schalenförmige Einsatz (7) aus Metall besteht und der blockförmige Einsatz (8) aus einem elastischen Kunststoff.