DE202010017636U1

DE202010017636U1 - Knieprothese

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Publication number: DE202010017636U1
Application number: DE202010017636U
Authority: DE
Original assignee: LIMBS INTERNAT Inc; LIMBS INTERNATIONAL Inc
Current assignee: LIMBS INTERNATIONAL INC., EL PASO, US; LIMBS INTERNATIONAL INC., US
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2012-03-13
Anticipated expiration: 2020-04-01

Abstract

Polyzentrische Knieprothese (108), umfassend: ein oberes Kunststoffelement (102), das eine erste obere Achse (130a) und eine zweite obere Achse (128a) trägt; ein unteres Kunststoffelement (122), das eine erste untere Achse (130b) und eine zweite untere Achse (128b) trägt; eine erste Kunststoff-Verbindung (124a), welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die erste Kunststoff-Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die erste obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die erste untere Achse drehbar ist; und eine zweite Kunststoff-Verbindung (126), welche die zweite obere Achse mit der zweiten unteren Achse verbindet, wobei die zweite Kunststoff-Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die zweite obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die zweite untere Achse drehbar ist, und eine dritte Kunststoff-Verbindung (124b), welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die dritte Kunststoff-Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die...

Description

HINTERGRUND
Nach einer Oberschenkelamputation tragen die Betroffenen aus funktionalen, kosmetischen und anderen Gründen häufig eine Prothese auf dem Gliedmaßenrest. Viele Unterschenkelprothesen umfassen eine Kniegelenksprothese, welche die Aspekte eines menschlichen Knies nachahmen kann und es der amputierten Person ermöglicht, zu stehen, zu sitzen, zu laufen und anderen Tätigkeiten nachzugehen, während sie die Gliedmaßenprothese trägt. Einige Kniegelenksprothesen arbeiten mit einem einachsigen Gelenkmechanismus, bei dem die Biegebewegung des Knies während der gesamten Kniebeugung ein fixes Drehzentrum definiert. Andere Kniegelenksprothesen arbeiten mit einem mehrachsigen Gelenksystem, bei dem die Biegebewegung des Knies ein nicht-stationäres Drehzentrum definiert. Bei einem mehrachsigen Kniegelenk wird das momentane Drehzentrum relativ zum Knie während dessen Biegebewegung übersetzt. Solche polyzentrischen Gelenke bieten Vorteile wie z. B. zusätzliche Stabilität und verbesserte Zehenfreiheit während der Schwingbewegung der Prothese.
Viele Knieprothesen werden in Verfahren hergestellt, für die teure Materialien, Hi-Tech-Anlagen und hochqualifizierte Techniker und Ingenieure benötigt werden. Deshalb können solche Prothesen ziemlich teuer, für bestimmte Anwendungen unpraktisch und für viele Oberschenkelamputierte nicht verfügbar sein. In diversen Regionen der Welt können beispielsweise finanzielle Zwänge, Importvorschriften, fehlender Zugang zu Materialien, fehlender Zugang zu geschultem Personal und andere Überlegungen die Verfügbarkeit den Ersatz oder die Reparatur von Prothesenvorrichtungen schrecken beispielsweise vor bestimmten Anwendungen ab, welche die Prothesenvorrichtung beschädigen könnten. Deshalb schränken die Kosten im Zusammenhang mit dem Ersatz oder der Reparatur einer Prothesenvorrichtung den Aktivitätsbereich vieler Oberschenkelamputierten ein.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem allgemeinen Aspekt weist eine Knieprothese ein oberes Element, ein unteres Element und Verbindungen zur Verbindung des oberen Elements mit dem unteren Element auf. In einem anderen allgemeinen Aspekt wird zur Herstellung von Komponenten einer Knieprothese eine Bohrlehre verwendet. In einem allgemeinen Aspekt liefert ein grafischer Herstellungsleitfaden grafische Anweisungen zur Herstellung einer polyzentrischen Knieprothese.
In einigen Aspekten weist eine Knieprothese ein oberes Element, ein unteres Element und Verbindungen auf, die Achsen im oberen und unteren Element miteinander verbinden. Das obere Element, das untere Element und die Verbindungen können aus nichtmetallischen Materialien, einschließlich Kunststoffe, Hölzer und/oder andere Arten von nichtmetallischen Materialien bestehen. Das obere Element trägt eine erste obere Achse und eine zweite obere Achse und das untere Element trägt eine erste untere Achse und eine zweite untere Achse. Ein oder mehr der Verbindungen verbinden die erste obere Achse drehbar mit der ersten unteren Achse und ein oder mehr der Verbindungen verbinden die zweite obere Achse drehbar mit der zweiten unteren Achse. Das untere Element kann sich relativ zum oberen Element um ein momentanes Drehzentrum, das von der ersten oberen Achse, der zweiten oberen Achse, der ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse definiert wird, drehen.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Die zweite obere Achse erstreckt sich seitlich innerhalb einer ersten Seite des oberen Kunststoffelements und einer zweiten Seite des oberen Kunststoffelements, wobei die zweite Kunststoff-Verbindung auf der zweiten oberen Achse seitlich innerhalb der ersten Seite und der zweiten Seite des oberen Kunststoffelements getragen wird. Die zweite untere Achse erstreckt sich seitlich innerhalb einer ersten Seite des unteren Kunststoffelements und einer zweiten Seite des unteren Kunststoffelements, wobei die zweite Kunststoff-Verbindung auf der zweiten unteren Achse seitlich innerhalb der ersten Seite und der zweiten Seite des unteren Kunststoffelements getragen wird. Die erste obere Achse erstreckt sich seitlich über eine erste Seite des oberen Kunststoffelements hinaus, wobei die erste Kunststoff-Verbindung auf der ersten oberen Achse seitlich über die erste Seite des oberen Kunststoffelements hinaus getragen wird. Die erste untere Achse erstreckt sich seitlich über eine erste Seite des unteren Kunststoffelements hinaus, wobei die erste Kunststoff-Verbindung auf der ersten unteren Achse seitlich über die erste Seite des unteren Kunststoffelements hinaus getragen wird. Die erste obere Achse und die erste untere Achse definieren eine erste Ebene, die zweite obere Achse und die zweite untere Achse definieren eine zweite Ebene, wobei eine Schnittlinie zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene das momentane Drehzentrum definiert.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Die polyzentrische Knieprothese weist eine dritte Kunststoff-Verbindung auf, welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die dritte Kunststoff-Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die erste obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die erste untere Achse drehbar ist. Die erste Verbindung und/oder die dritte Verbindung sind vordere Achsen und die zweite Verbindung ist eine hintere Achse. Die erste obere Achse erstreckt sich seitlich über eine erste Seite des oberen Kunststoffelements und seitlich über eine zweite Seite des oberen Kunststoffelements hinaus, wobei die erste Kunststoff-Verbindung auf der ersten oberen Achse seitlich über die erste Seite des oberen Kunststoffelements hinaus und die dritte Kunststoff-Verbindung auf der ersten oberen Achse seitlich über die zweite Seite des oberen Kunststoffelements hinaus getragen werden. Die erste untere Achse erstreckt sich seitlich über eine erste Seite des unteren Kunststoffelements und seitlich über eine zweite Seite des unteren Kunststoffelements hinaus, wobei die erste Kunststoff-Verbindung auf der ersten unteren Achse seitlich über die erste Seite des unteren Kunststoffelements hinaus und die dritte Kunststoff-Verbindung auf der ersten unteren Achse seitlich über die zweite Seite des unteren Kunststoffelements hinaus getragen werden.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Die polyzentrische Knieprothese kann eine externe Belastung aufnehmen, wenn sich die polyzentrische Knieprothese in der gestreckten Stellung und/oder in der gebeugten Stellung befindet, beispielsweise in einem beliebigen Beugewinkel. Das polyzentrische Knie kann eine externe Belastung des oberen Kunststoffelements aufnehmen, wenn sich die polyzentrische Knieprothese in einer gestreckten Stellung befindet. Die polyzentrische Knieprothese kann eine externe Belastung des unteren Kunststoffelements aufnehmen, wenn sich die polyzentrische Knieprothese in einer gestreckten Stellung befindet. Eine Kunststoffkonstruktion des oberen Kunststoffelements kann die externe Belastung auf die erste obere Achse und die zweite obere Achse übertragen. Die erste obere Achse und die zweite obere Achse können die externe Belastung vom oberen Kunststoffelement auf die erste Kunststoff-Verbindung und die zweite Kunststoff-Verbindung übertragen. Eine Kunststoffkonstruktion der ersten Kunststoff-Verbindung und eine Kunststoffkonstruktion der zweiten Kunststoffverbindung können die externe Belastung von der ersten oberen Achse und der zweiten oberen Achse auf die erste untere Achse und die zweite untere Achse übertragen. Die erste untere Achse und die zweite untere Achse können die externe Belastung von der ersten Kunststoffverbindung und der zweiten Kunststoff-Verbindung auf das untere Kunststoffelement übertragen. Die erste obere Achse und die zweite obere Achse können die externe Belastung vom oberen Kunststoffelement auf die erste Kunststoff-Verbindung, die zweite Kunststoff-Verbindung und eine dritte Kunststoff-Verbindung, welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, übertragen. Eine Kunststoffkonstruktion der ersten Kunststoff-Verbindung, eine Kunststoffkonstruktion der zweiten Kunststoff-Verbindung und eine Kunststoffkonstruktion der dritten Kunststoff-Verbindung können die externe Belastung von der ersten oberen Achse und der zweiten oberen Achse auf die erste untere Achse und die zweite untere Achse übertragen. Die erste untere Achse und die zweite untere Achse können die externe Belastung von der ersten Kunststoff-Verbindung, der zweiten Kunststoff-Verbindung und der dritten Kunststoff-Verbindung auf das untere Kunststoffelement übertragen. Eine Kunststoffkonstruktion des unteren Kunststoffelements kann die externe Belastung von der ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse auf einen mit dem unteren Kunststoffelement verbundenen Pfeiler übertragen. Das obere Kunststoffelement kann die externe Belastung durch Kontakt zwischen einer Stange, die im oberen Kunststoffelement getragen wird, und einer Schraube, die im unteren Kunststoffelement getragen wird, auf das untere Kunststoffelement übertragen.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Die polyzentrische Knieprothese weist einen Streckhilfsmechanismus auf, der die Knieprothese in eine gestreckte Stellung vorspannt. Der Streckhilfsmechanismus weist ein Gummiband auf, das an dem oberen Kunststoffelement und dem unteren Kunststoffelement befestigt ist. Das Gummiband spannt die Knieprothese in eine gestreckte Stellung vor. Der Streckhilfsmechanismus weist eine Spiralfeder auf, deren erstes Ende am oberen Kunststoffelement befestigt ist und deren zweites Ende an der ersten Kunststoff-Verbindung befestigt ist, und die Spiralfeder spannt die Knieprothese in eine gestreckte Stellung vor. Die polyzentrische Knieprothese weist einen Arretiermechanismus auf, der eine Drehung des unteren Kunststoffelements relativ zum oberen Kunststoffelement verhindert. Der Arretiermechanismus weist einen Arretierstift auf, der in einer ersten Bohrung in der ersten Kunststoff-Verbindung und einer zweiten Bohrung im oberen Kunststoffelement sitzt. Eine Bewegung des Arretierstifts aus der zweiten Kunststoffbohrung gestattet eine Drehung des unteren Kunststoffelements relativ zum oberen Kunststoffelement.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Das obere Kunststoffelement kann mit einem Steckadapter verbunden werden. Das untere Kunststoffelement kann mit einem Pfeiler verbunden werden. Eine Pfeilerbohrung im unteren Kunststoffelement kann ein oberes Ende eines Pfeilers aufnehmen. Eine Vielzahl von Befestigungsbohrungen im unteren Kunststoffelement sind im Wesentlichen lotrecht zur Pfeilerbohrung und erstrecken sich von einer Außenseite des unteren Kunststoffelements bis zur Pfeilerbohrung. Eine Vielzahl von Befestigungsgliedern befinden sich in der Vielzahl von Befestigungsbohrungen und dienen der Fixierung des oberen Endes des Pfeilers in der Pfeilerbohrung. Die Vielzahl von Befestigungsgliedern kann durch Aufbringen von Druck auf das obere Pfeilerende das obere Ende des Pfeilers in der Pfeilerbohrung fixieren. Die Vielzahl von Befestigungsgliedern sind Schrauben. Die Vielzahl von Befestigungsbohrungen sind gleichmäßig über den Umfang der Pfeilerbohrung verteilt. Zwei der Befestigungsbohrungen verlaufen parallel zur ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse und zwei der Befestigungsbohrungen verlaufen senkrecht zur ersten unteren Achse und zur zweiten unteren Achse.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Die erste obere Achse weist einen ersten Metallbolzen auf und die erste untere Achse umfasst einen zweiten Metallbolzen. Eine erste Mutter ist am ersten Metallbolzen befestigt und eine zweite Mutter ist am zweiten Metallbolzen befestigt. Die polyzentrische Knieprothese weist eine erste Vielzahl von Unterlegscheiben, die vom ersten Bolzen getragen werden, und eine zweite Vielzahl von Unterlegscheiben, die vom zweiten Bolzen getragen werden, auf.
Die zweite obere Achse umfasst einen ersten Metallstift und die zweite untere Achse umfasst einen zweiten Metallstift. Die polyzentrische Knieprothese weist eine erste Vielzahl von Unterlegscheiben, die vom ersten Stift getragen werden, und eine zweite Vielzahl von Unterlegscheiben, die vom zweiten Stift getragen werden, auf. Die polyzentrische Knieprothese weist eine gestreckte Stellung und eine gebogene Stellung auf wobei das momentane Drehzentrum in der gestreckten Stellung hinter der polyzentrischen Knieprothese und/oder in der gebogenen Stellung innerhalb der polyzentrischen Knieprothese angeordnet ist. Eine Drehung des unteren Kunststoffelements relativ zum oberen Kunststoffelement aus der gestreckten Stellung in die gebeugte Stellung führt dazu, dass sich das momentane Drehzentrum zumindest anfänglich in eine vordere Richtung bewegt.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Zumindest das obere Kunststoffelement, das untere Kunststoffelement, die erste Kunststoff-Verbindung oder die zweite Kunststoff-Verbindung weist eine lasttragende Kunststoff-Konstruktion aus einem Momopolymer-Polyacetal-Kunststoff auf. Zumindest das obere Kunststoffelement, das untere Kunststoffelement, die erste Kunststoff-Verbindung oder die zweite Kunststoff-Verbindung weist eine lasttragende Kunststoff-Konstruktion aus einem Copolymer-Polyacetal-Kunststoff auf. In einigen Fällen erfüllt oder übersteigt die polyzentrische Knieprothese die Prüfnormen für Knieprothesen der Internationalen Organisation für Standardisierung (ISO) und in manchen Fällen erfüllt die polyzentrische Knieprothese die von der ISO festgelegten Normen für Knieprothesen nicht oder übersteigt diese nicht. Die polyzentrische Knieprothese kann eine externe statische Belastung von 4480 Newton tragen.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Eine Unterschenkelprothese weist die polyzentrische Knieprothese auf. Die Unterschenkelprothese weist eine Pfanne auf, die mit dem oberen Kunststoffelement verbunden ist. Die Pfanne ist über einen Steckadapter mit dem oberen Kunststoffelement verbunden. Orientierungen von Kunststoffkeilen zwischen der Pfanne und dem oberen Kunststoffelement definieren eine Ausrichtung des oberen Elements und der Pfanne. Die Pfanne ist eine Aluminiumpfanne, eine Glasfaserpfanne und/oder eine geformte Kunststoffpfanne. Die Unterschenkelprothese weist einen Pfeiler auf, der mit dem unteren Kunststoffelement verbunden ist. Der Pfeiler ist über einen Adapter mit dem unteren Kunststoffelement verbunden. Die Unterschenkelprothese weist einen Prothesenfuß auf, der mit dem Pfeiler verbunden ist. Die Unterschenkelprothese weist ein Exoskelett auf.
In einigen Aspekten wird zur Herstellung von Komponenten einer Knieprothese eine Bohrlehre verwendet. Die Bohrlehre weist ein Gehäuse und Druckelemente auf, die sich in Hohlräume im Gehäuse erstrecken. Die Druckelemente können einen festen Materialblock in jedem Hohlraum zu einer Bezugsstelle im Hohlraum drücken. Die Bohrlehre weist Bohrstellenlöcher auf, die sich von der Außenseite des Gehäuses in die Hohlräume erstrecken. Die Bohrstellenlöcher können zum Bohren von Bohrungen durch die Materialblöcke in den Hohlräumen eine Bohrspitze in die Hohlräume führen. Die in den Blöcken gebohrten Bohrungen können Drehachsen einer polyzentrischen Knieprothese tragen. Die Bohrungen weisen eine erste Bohrung zum Tragen einer ersten Drehachse und eine zweite Bohrung zum Tragen einer zweiten Drehachse auf.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Das Gehäuse definiert einen ersten inneren Hohlrum zur Aufnahme eines ersten Blocks einer polyzentrischen Knieprothese. Eine erste Vielzahl von Druckelementen erstreckt sich in den ersten inneren Hohlraum und kann den ersten Block bis zu einer Bezugsstelle im ersten inneren Hohlraum drücken. Das Gehäuse definiert einen zweiten inneren Hohlraum zur Aufnahme eines zweiten Blocks der polyzentrischen Knieprothese. Eine zweite Vielzahl von Druckelementen erstreckt sich bis in den zweiten inneren Hohlraum und kann den zweiten Block zu einer Bezugsstelle im zweiten inneren Hohlraum drücken. Eine zweite Vielzahl von Bohrstellenlöchern erstreckt sich von der Außenseite des Gehäuses bis in den zweiten inneren Hohlraum, wobei die zweite Vielzahl von Bohrstellenlöchern eine Bohrspitze in den zweiten inneren Hohlraum führen kann, um eine zweite Vielzahl von Bohrungen durch den zweiten Block zu bohren. Die zweite Vielzahl von Bohrungen weist eine dritte Bohrung zum Tragen einer dritten Drehachse der polyzentrischen Knieprothese und eine vierte Bohrung zum Tragen einer vierten Drehachse der polyzentrischen Knieprothese auf. Ein momentanes Drehzentrum der Knieprothese wird von der ersten Drehachse, der zweiten Drehachse, der dritten Drehachse und der vierten Drehachse definiert.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Die Vielzahl von Druckelementen umfasst eine Vielzahl von Druckbolzen. Die Bezugsstelle im inneren Hohlraum weist eine Ecke des inneren Hohlraums auf. Die polyzentrische Knieprothese weist ein aus dem ersten Block geformtes oberes Element und/oder ein aus dem zweiten Block geformtes unteres Element auf. Die polyzentrische Knieprothese weist ein aus dem ersten Block geformtes vorderes Verbindungselement und/oder ein aus dem zweiten Block geformtes hinteres Verbindungselement auf. Die Bohrlehre weist eine Vielzahl von Buchsen an der ersten Vielzahl von Bohrstellen und der zweiten Vielzahl von Bohrstellen auf, wobei die Buchsen ein Material umfassen, das härter ist als die Bohrspitze. Die Bohrlehre weist eine dritte Vielzahl von Bohrstellenlöchern, die sich von der Außenseite des Gehäuses bis in den ersten inneren Hohlraum erstrecken, und eine vierte Vielzahl von Bohrstellenlöchern auf, die sich von der Außenseite des Gehäuses bis in den zweiten inneren Hohlraum erstrecken. Die erste Vielzahl von Bohrstellen kann die Bohrspitze zur Bildung der ersten Vielzahl von Bohrlöchern innerhalb eines vorgegebenen Abstands voneinander führen. Die zweite Vielzahl von Bohrstellen kann die Bohrspitze zur Bildung der zweiten Vielzahl von Bohrlöchern innerhalb eines vorgegebenen Abstands voneinander führen. Die erste Vielzahl von Bohrstellen kann die Bohrspitze zur Bildung der ersten Vielzahl von Bohrlöchern innerhalb einer vorgegebenen Lauftoleranz führen. Die zweite Vielzahl von Bohrstellen kann die Bohrspitze zur Bildung der zweiten Vielzahl von Bohrlöchern innerhalb der vorgegebenen Lauftoleranz führen. Das Gehäuse umfasst eine Abdeckungskomponente und eine Schlitzkomponente, wobei die Abdeckungskomponente über eine Vielzahl von Bolzen an der Schlitzkomponente befestigt ist. In einigen Aspekten werden Kunststoffkomponenten für eine polyzentrische Knieprothese aus einem Kunststoffausgangsmaterial hergestellt. Die Kunststoffkomponenten weisen ein oberes Kunststoffelement, ein unteres Kunststoffelement, eine erste Kunststoff-Verbindung und eine zweite Kunststoff-Verbindung auf. Die Kunststoffkomponenten werden zum Aufbau einer polyzentrischen Knieprothese zusammengebaut. Die polyzentrische Knieprothese weist das obere Kunststoffelement, das eine erste obere Achse und eine zweite obere Achse trägt, und das untere Kunststoffelement auf, das eine erste untere Achse und eine zweite untere Achse trägt. Die erste Kunststoff-Verbindung verbindet die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse und die zweite Kunststoff-Verbindung verbindet die zweite obere Achse mit der zweiten unteren Achse. Das untere Kunststoffelement kann sich relativ zum oberen Kunststoffelement um ein momentanes Drehzentrum, das von der ersten oberen Achse, der zweiten oberen Achse, der ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse definiert wird, drehen.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Die Kunststoffkomponenten werden bei Atmosphärentemperatur und -druck aus dem Kunststoffausgangsmaterial hergestellt. Die Herstellung der Kunststoffelemente umfasst Schneiden einer Vielzahl von Kunststoffblöcken aus dem Kunststoffausgangsmaterial. Schneiden der Vielzahl von Kunststoffblöcken aus dem Ausgangsmaterial umfasst Schneiden eines oberen Elementenblocks und eines unteren Elementenblocks aus rundem Ausgangsmaterial. Das obere Kunststoffelement wird aus dem oberen Elementenblock geformt und das untere Kunststoffelement wird aus dem unteren Elementenblock geformt. Die Herstellung der Kunststoffkomponenten beinhaltet Bohren einer Vielzahl von Bohrungen in der Vielzahl von Kunststoffblöcken. Zumindest eine der Vielzahl von Bohrungen kann die erste obere Achse tragen, zumindest eine der Vielzahl von Bohrungen kann die erste untere Achse tragen, zumindest eine der Vielzahl von Bohrungen kann die zweite obere Achse tragen und zumindest eine der Vielzahl von Bohrungen kann die zweite untere Achse tragen. Eine Bohrlehre und ein Handbohrer werden zum Bohren der Vielzahl von Bohrungen in der Vielzahl von Kunststoffblöcken verwendet. Die Herstellung der Kunststoffkomponenten umfasst ferner Schneiden und/oder Schleifen der Vielzahl von Kunststoffblöcken zur Vollendung der Geometrien der Vielzahl von Kunststoffkomponenten. Die Kunststoffkomponenten weisen eine dritte Kunststoff-Verbindung auf, wobei die polyzentrische Knieprothese die dritte Kunststoff-Verbindung umfasst, welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet.
Ausführungen können ein oder mehr der folgenden Merkmale aufweisen. Das Kunststoffausgangsmaterial weist einen Homopolymer-Polyacetal-Kunststoff, einen Copolymer-Polyacetal-Kunststoff und/oder ähnliche Materialien auf. Ein kulturell neutraler Herstellungsleitfaden wird empfangen. Der Herstellungsleitfaden weist grafische Anweisungen zumindest zur Herstellung der Komponenten oder zum Zusammenbauen der Komponenten zum Aufbau des Knies auf. Die Herstellung der Kunststoffkomponenten beinhaltet die Bereistellung einer Vielzahl von Kunststoffblöcken in einer Bohrlehre, wobei die Kunststoffblöcke aus dem Kunststoffausgangsmaterial bestehen. Die Herstellung der Kunststoffkomponenten beinhaltet die Verwendung der Bohrlehre zur Führung einer Bohrspitze, die eine Vielzahl der Bohrungen in jeder der Vielzahl von Kunststoffblöcken formt.
In einigen Aspekten ist ein grafischer Herstellungsleitfaden zur Herstellung einer polyzentrischen Knieprothese bereitgestellt. Der grafische Herstellungsleitfaden kann kulturell neutrale Symbole und Anweisungen enthalten, die Herstellungs- und/oder Zusammenbauvorgänge einer Knieprothese veranschaulichen. Der grafische Herstellungsleitfaden kann mit einem Satz von Bohrlehren, Schablonen, Werkzeugen und/oder Hardware bereitgestellt werden, der zur Herstellung der polyzentrischen Knieprothese gemäß den Symbolen und Anweisungen in dem grafischen Herstellungsleitfaden verwendet werden kann. Die kulturell neutralen Symbole und Anweisungen können alphanumerische und/oder grafische Elemente beinhalten, die für Personen unterschiedlicher kultureller und linguistischer Hintergründe verständlich sind. Der grafische Herstellungsleitfaden kann es dem lokalen Personal in mehreren verschiedenen Ländern ermöglichen, Knieprothesen für lokale Amputierte mit niedrigen Kosten effizient herzustellen und/oder zu reparieren.
Die Einzelheiten von einer oder mehr Ausführungen sind in den beiliegenden Zeichnungen und in der Beschreibung unten aufgeführt. Weitere Merkmale, Gegenstände und Vorteile gehen aus der Beschreibung und den Zeichnungen und aus den Ansprüchen hervor.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A ist ein Diagramm eines Beispiels einer oberschenkelamputierten Person mit einer Unterschenkelprothese.
1B ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Knieprothese.
1C und 1D sind perspektivische Ansichten der beispielhaften Knieprothese 108a aus 1B.
1E ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese, die einen beispielhaften Streckungshilfsmechanismus aufweist.
1F ist eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese 108a aus 1B in einer gestreckten Orientierung.
1G ist eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese 108a aus 1B in einer gebeugten Orientierung.
1H ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Knieprothese, die einen beispielhaften Streckungshilfsmechanismus aufweist.
1I ist eine Vorderansicht der beispielhaften Knieprothese aus 1H.
1J ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Knieprothese, die einen beispielhaften Arretiermechanismus aufweist.
2 ist eine grafische Darstellung der räumlichen Koordinaten des momentanen Drehzentrums der beispielhaften Knieprothese 108a und 108b aus 1B–1G.
3A ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese.
3B ist eine Vorderansicht der beispielhaften Knieprothese 300 aus 3A.
4A ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese.
4B ist eine Vorderansicht der beispielhaften Knieprothese 400 aus 4A.
5A ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese.
5B ist eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese aus 5A in einer gestreckten Orientierung.
5C ist eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese 500 aus 5A in einer gebeugten Orientierung.
5D ist ein Diagramm, das die inneren Merkmale der beispielhaften Knieprothese 500 aus 5A zeigt.
6A ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese, die einen beispielhaften Streckungshilfsmechanismus aufweist.
6B ist eine perspektivische Ansicht des oberen Elements 620 der beispielhaften Knieprothese 600 aus 6A.
6C ist eine Seitenansicht des unteren Elements 622 der beispielhaften Knieprothese 600 aus 6A.
7 ist ein Diagramm der beispielhaften Feder 550 aus 5D.
8 ist ein Diagramm einer beispielhaften Technik zur Herstellung einer Knieprothese.
9A–9E sind Diagramme einer beispielhaften Technik zur Verwendung einer Bohrlehre zur Herstellung von Verbindungen einer Knieprothese.
10A–10D sind Diagramme einer beispielhaften Technik zur Verwendung einer Bohrlehre zur Herstellung von Komponenten einer Knieprothese.
11 ist ein Diagramm von beispielhaften Schablonen zur Herstellung von Komponenten einer Knieprothese.
12A ist eine Draufsicht auf eine Abdeckungskomponente einer beispielhaften Bohrlehre.
12B ist eine Seitenansicht der Abdeckungskomponente 1202 aus 12A.
13A und 13C sind Draufsichten auf eine Schlitzkomponente einer beispielhaften Bohrlehre.
13B ist eine Querschnittsansicht der Schlitzkomponente 1302 aus 13A.
14 ist eine Draufsicht auf eine Abdeckungskomponente einer beispielhaften Bohrlehre.
15A, 15B und 15F sind Draufsichten auf eine Schlitzkomponente einer beispielhaften Bohrlehre.
15C ist eine Seitenansicht einer ersten Seite der Schlitzkomponente 1502 aus 15A.
15D ist eine Seitenansicht einer zweiten Seite der Schlitzkomponente 1502 aus 15A.
15E ist eine Seitenansicht einer dritten Seite der Schlitzkomponente 1502 aus 15A.
15G ist eine Seitenansicht einer vierten Seite der Schlitzkomponente 1502 aus 15A.
15H ist eine Querschnittsansicht der Schlitzkomponente 1502 aus 15A.
16A ist eine Seitenansicht einer beispielhaften Knieprothese.
16B ist eine Vorderansicht der beispielhaften Knieprothese 1600 aus 16A.
17 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese.
18 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese.
19A, 19B, 19C und 19D sind Diagramme einer beispielhaften grafischen Herstellungsanleitung zur Herstellung einer polyzentrischen Knieprothese.
Gleiche Bezugssymbole in den verschiedenen Zeichnungen weisen auf gleiche Elemente hin.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
1A ist ein Diagramm einer beispielhaften oberschenkelamputierten Person 100 mit einer Restextremität 102, die eine Unterschenkelprothese 104 trägt. Die beispielhafte oberschenkelamputierte Person 100 ist ein Mensch, dessen linkes Bein oberhalb des Knies amputiert wurde, so dass die Restextremität 102 blieb, die einen Teil des Oberschenkels des Amputierten aufweist. Im Allgemeinen kann eine oberschenkelamputierte Person ein amputiertes linkes Bein, ein amputiertes rechtes Bein oder beides aufweisen. Somit kann die Unterschenkelprothese 104 an einer linken Restextremität oder einer rechten Restextremität fixiert werden oder eine Person, deren beide Beine amputiert wurden, kann eine Prothese an der rechten und an der linken Restextremität tragen.
In einigen Ausführungen weist die Prothese 104 Merkmale auf, die dafür sorgen, dass die Prothese 104 und/oder eine oder mehr ihrer Komponenten von Arbeitern mit einfachen Fähigkeiten unter Verwendung von gebräuchlichen preiswerten Werkzeugen und Materialien sicher und zuverlässig hergestellt, zusammengebaut, abgelegt, gepflegt und/oder repariert werden können. Beispielsweise können eine oder mehr Komponenten der Prothese 104 ohne Zugang zu medizinischem Personal mit fortschrittlicher Ausbildung und/oder ohne Notwendigkeit von fortschrittlichen Werkzeugen, Materialien oder Herstellungsausrüstungen hergestellt werden. Solche Prothesenvorrichtungen können für alle Oberschenkelamputierten vorteilhaft sein, beispielsweise indem sie eine preiswerte und größtenteils wartungsfreie Prothese bereitstellen. Solche Prothesenvorrichtungen können für Amputierte in allen Entwicklungsländern vorteilhaft sein, beispielsweise an Orten und unter Umständen, in denen bestimmte Arten von medizinischer Versorgung, Herstellungseinrichtungen und/oder Material häufig nicht zugänglich sind. Die Prothese 104 und/oder ihre Komponenten können entsprechend den Herstellungs-, Rehabilitations- und kulturellen Einschränkungen verschiedener internationaler Orte konstruiert werden.
Die gezeigte beispielhafte Prothese 104 weist eine Pfanne 106, eine Knieprothese 108, einen Pfeiler 110 und eine Fußprothese 112 auf. Eine Prothese kann zusätzliche und/oder andere Merkmale in der gezeigten Konfiguration und/oder in einer anderen Konfiguration aufweisen. In einigen Ausführungen kann die Prothese 104 und/oder eine oder mehr ihrer Komponenten für eine Vielzahl von unterschiedlichen Amputierten und/oder unter einer Vielzahl unterschiedlicher Bedingungen mit wenig oder überhaupt keiner Modifikation verwendet werden. In einigen Ausführungen kann die Prothese 104 und/oder eine oder mehr ihrer Komponenten Merkmale aufweisen, die auf die Erfordernisse, Präferenzen und/oder physikalischen Parameter einer bestimmten amputierten Person abgestimmt sind. Beispielsweise kann die Prothese 104 Merkmale aufweisen, die es der Prothese 104 ermöglichen, in feuchten Umgebungen zu funktionieren, einschließlich bei Untertauchen in Wasser und/oder bei häufigem Kontakt mit anderen Arten von Flüssigkeiten.
In einigen Ausführungen kann die Prothese 104 ohne Abwandlung unter einer Vielzahl unterschiedlicher Bedingungen verwendet werden. Beispielsweise kann die Prothese 104 und/oder ihre Komponenten in einigen Fällen für eine linke Restextremität oder eine rechte Restextremität verwendet werden; in einigen Fällen kann die Prothese 104 und/oder ihre Komponenten von amputierten Personen mit großen Unterschieden im Hinblick auf Körpergröße, Körpergewicht, Körperbau, Alter, Gangart, Gewichtsverteilungen, Kräfte und/oder andere physikalische Parameter verwendet werden; in einigen Fällen kann die Prothese 104 und/oder ihre Komponenten von amputierten Personen verwendet werden, die das Knie für die verschiedensten Geschwindigkeiten, Entfernungen, Oberflächenarten, Umgebungen und/oder andere Arten von Anwendungsbedingungen verwenden.
In einigen Ausführungen kann die Prothese 104 Merkmale aufweisen, die auf die Erfordernisse, Präferenzen und/oder physikalischen Parameter einer bestimmten amputierten Person abgestimmt sind. Beispielsweise kann die Prothese 104 und/oder ihre Komponenten in einigen Fällen für eine linke Restextremität oder eine rechte Restextremität verwendet werden; in einigen Fällen kann die Prothese 104 und/oder eine beliebige ihrer Komponenten auf ein(e) bestimmte(s) Körpergröße, Körpergewicht, Körperbau, Alter, Gangart, Gewichtsverteilung, Kraft und/oder andere physikalische Parameter einer amputierten Person abgestimmt werden; in einigen Fällen kann die Prothese 104 und/oder ihre Komponenten auf die typischen Bewegungsgeschwindigkeiten, Entfernungen, Oberflächenarten, Umgebungen und/oder andere Arten von Anwendungsbedingungen einer bestimmten amputierten Person abgestimmt werden. In einigen Ausführungen kann die Prothese 104 ein Exoskelett aufweisen. Ein Exoskelett kann ein äußeres mechanisches Gerüst aufweisen, das die beschriebene Funktionalität der Prothesenkomponenten unterstützt und/oder bereitstellt. Beispielsweise kann die Knieprothese 108 mit einem Exoskelett verbunden werden, das als Schaftprothese fungiert. Aspekte eines Exoskeletts können zusätzlich zu oder als Alternative zu dem Pfeiler 110 und/oder anderen Komponenten der Prothese 104 verwendet werden.
Die Pfanne 106 stellt die Schnittstelle zwischen der amputierten Person 110 und der Prothese 104 dar. Wie in 1A gezeigt, ist die Pfanne 106 an der Restextremität 102 und der Knieprothese 108 befestigt. Die Pfanne 106 überträgt Kraft zwischen der Restextremität 102 und der Prothese 104. Die Pfanne 106 kann eine Glasfaser- oder Polypropylen-Pfanne, eine Aluminiumpfanne und/oder eine Pfanne aus anderen Materialien aufweisen. Die Pfanne 106 kann auf jedem Pfannendesign beruhen, beispielsweise dem Ischias-Containment-Pfannendesign, dem quadrilateralen Pfannendesign und/oder anderen Arten von Pfannendesign. In einigen Ausführungen beruht die Pfanne 106 auf einer Gipsform der Restextremität 102.
Die Pfanne 106 kann über einen Aufhängungsmechanismus an der Restextremität 102 befestigt sein. Es können viele verschiedene Arten von Aufhängungsmechanismus verwendet werden. Beispielsweise kann die Pfanne 106 einen Selbstaufhängungsmechanismus, einen Saugaufhängungsmechanismus, einen Geschirraufhängungsmechanismus und/oder andere Arten von Aufhängungsmechanismus aufweisen. Die Aufhängungsmechanismen können auf die Form der jeweiligen Restextremität 102 abgestimmt und/oder mit Restextremität unterschiedlicher Formen und Größen verwendet werden. Aufhängungsmechanismen können Auskleidungsmaterialien (z. B. Stoffe, Gels und/oder andere), elastische Materialien (z. B. Neopren, Gummi, Latex und/oder andere), atmungsaktive Materialien, Gürtel, Manschetten, Keile, Gurte, Hüllen, Luftklappen und/oder andere Merkmale aufweisen.
Die Pfanne 106 kann direkt an der Knieprothese 108 oder über einen Adapter an der Knieprothese 108 befestigt werden. Beispielsweise können verschiedene Arten von Adaptern verwendet werden, damit eine Knieprothese mechanisch mit den unterschiedlichsten Arten von Pfannen verbunden werden kann. In solchen Fällen kann die Oberseite der Knieprothese 108 einen Gewindebolzen oder eine andere Art von Befestigungselement aufweisen, das mechanisch mit den unterschiedlichsten Adaptern verbunden werden kann, wobei jeder Adapter für eine andere Art von Pfanne ausgelegt ist. Ein Pyramidenadapter und/oder andere Arten von Adaptern können zur Verbindung der Knieprothese 108 mit der Pfanne 106 verwendet werden. Ein Beispiel eines Pyramidenadapters 170 ist in 1H und 1I gezeigt. In einigen Ausführungen kann ein erster Adapter zur Fixierung des Knies 108 an Glasfaser- und Polypropylen-Pfannen verwendet werden und ein zweiter Adapter kann zur Fixierung des Knies 108 an Aluminiumpfannen verwendet werden. Die Pfanne 106 kann auf unterschiedliche Arten direkt an der Knieprothese 108 befestigt werden. In einigen Ausführungen weist die Oberseite der Knieprothese 108 ein Gewindeelement auf, das im unteren Ende der Pfanne 106 aufgenommen ist. In einigen Ausführungen weist die Oberseite der Knieprothese 108 eine Bohrung auf, die ein Gewindelement auf einem unteren Ende der Pfanne 106 aufnimmt. Die Pfanne 106 kann mit Schrauben, Bolzen, Stiften, Klebstoffen, Klammern, Kerben, Gewinden und/oder anderen Arten von Befestigungselementen und Materialien an der Knieprothese 108 befestigt werden. Die Knieprothese 108 sorgt für eine Biegebewegung der Prothese 104. Für eine zusätzliche und/oder andere Biege- oder Beugebewegung können andere Komponenten der Prothese 104 sorgen, wie z. B. die Fußprothese 112, eine Fußgelenksprothese und/oder andere. Die Knieprothese 108 weist eine gestreckte Stellung auf, die einer gestreckten Stellung der Prothese 104 entspricht. Wenn sich die Prothese 104 in der gestreckten Stellung befindet, ist der Pfeiler 110 im Wesentlichen mit der Restextremität 102 ausgerichtet. Die Prothese 104 kann in der gestreckten Stellung das Gewicht der amputierten Person 100 tragen. Die Knieprothese 108 weist eine Reihe von gebeugten Stellungen auf, die einem Bewegungsbereich der Prothese 104 entsprechen. Der Bewegungsbereich entspricht einer Reihe von Winkeln zwischen dem Pfeiler 110 und der Restextremität 102. Die Prothese 104 durchläuft während der Schwungphase der Gehbewegung der amputierten Person zumindest einen Teil des Bewegungsbereichs. Die Knieprothese 108 kann der Prothese 104 eine Beugung um mehr als neunzig Grad aus der gestreckten Stellung gestatten. Beispielsweise kann die Knieprothese 108 der Prothese 104 eine Beugung um bis zu 136 Grad oder einen anderen Winkel aus der gestreckten Stellung gestatten. In einigen Ausführungen kann sich die Knieprothese 108 um bis zu 180 Grad aus der gestreckten Stellung beugen. Durch Beugung der Knieprothese 108 kann die Prothese 104 die Bewegungen der amputierten Person 100 beim Sitzen, Knien, Stehen, Gehen, Joggen, Schwimmen und/oder bei der Ausführung anderer Tätigkeiten aufnehmen.
Die beispielhafte Knieprothese 108 weist ein externes, polyzentrisches Gelenkdesign mit vier Balken auf. Die Knieprothese 108 ist extern, indem das Gelenk zur externen Applikation auf eine Restextremität vorgesehen ist, und nicht zur internen (z. B. chirurgischen) Implantation im Körper. Das Gelenkdesign mit vier Balken weist vier mechanische Achsen auf, welche die Biegebewegung des Knies vorschreiben. Als polyzentrisches Gelenk weist die Knieprothese 108 ein momentanes Drehzentrum auf, das sich relativ zu den mechanischen Achsen zumindest während eines Teils der Biegebewegung des Knies bewegt. Ein polyzentrisches Kniedesign kann der Prothese 104 während der Schwungphase verbesserte Bodenfreiheit, eine stabilere gestreckte Stellung und/oder andere Vorteile verleihen. Beispielsweise kann das polyzentrische Design dazu führen, dass die Länge der Prothese 104 kürzer wird, wenn die Knieprothese 108 gebeugt wird, was dazu beitragen kann, dass der Zeh der Fußprothese 112 nicht auf die Gehfläche auftrifft, wenn die Prothese 104 gestreckt wird. Ein polyzentrisches Kniedesign kann dafür sorgen, dass die Prothese 104 einfacher anzuwenden ist. Beispielsweise kann das polyzentrische Kniedesign für eine stabilere gestreckte Stellung sorgen und/oder weniger Energie der amputierten Person 100 im Gebrauch fordern. Ein polyzentrisches Kniedesign kann dafür sorgen, dass die Prothese 104 vielfältiger eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann das polyzentrische Kniedesign eine sicherere und/oder zuverlässigere Bedienung auf schrägen Flächen und/oder in anderen Umgebungen gestatten.
Die Knieprothese 108 kann als preiswertes haltbares Prothesengelenk ausgeführt werden und austauschbare Teile beinhalten, die einfach und preiswert ersetzt werden können. Beispielsweise kann die Knieprothese 108 und ihre Komponenten von Arbeitern mit einfachen Fähigkeiten unter Verwendung gebräuchlicher preiswerter Werkzeuge und Materialien sicher und zuverlässig hergestellt, zusammengebaut, abgelegt, gewartet und/oder repariert werden. Das geometrische Design der Knieprothese 108 kann Herstellungstoleranzen ermöglichen, die ohne hochqualifizierte Techniker und/oder ahne Computergestützte Herstellungsprozesse erzielt werden können. Beispielsweise können die Abmessungen (z. B. Länge, Breite, Höhe usw.) der Kniekomponenten ausreichend hohe Toleranzen aufweisen, dass die Knieprothese 108 mit Werkzeugen und/oder unter Bedingungen, die keine extrem hohe Präzision und Genauigkeit garantieren, zuverlässig hergestellt und/oder repariert werden kann.
In einigen Ausführungen kann die Knieprothese 108 Teile aufweisen, die an diversen internationalen Orten hergestellt und/oder eingekauft werden können. Beispielsweise können die strukturellen Komponenten aus einem festen Kunststoffmaterial (z. B. Delrin von DuPont oder ein generisches Äquivalent und/oder eine andere Art von Kunststoffmaterial), Holz und/oder anderen Materialien bestehen, die an zahlreichen Orten leicht zu finden, zu verwerten und/oder zu kaufen sind. Als weiteres Beispiel können die Befestigungselemente und anderen Komponenten Muttern, Bolzen, Stifte, Schrauben, Unterlegscheiben und/oder andere Materialien aufweisen, die in typischen Baumärkten zu finden sind oder an zahlreichen Orten verwertet oder eingekauft werden können. Die jeweiligen Materialien und Komponenten der Knieprothese 108 können preiswert sein und/oder auf der ganzen Welt, auch in den am wenigsten entwickelten Nationen, zugänglich sein.
In einigen Ausführungen kann die Knieprothese 108 Teile aufweisen, die mit einfachen mechanischen Werkzeugen und/oder preiswerten elektrischen Werkzeugen manipuliert und/oder angepasst werden können. Beispielsweise können die strukturellen Komponenten aus einem fasten Kunststoffmaterial (z. B. Delrin von DuPont oder ein generisches Äquivalent und/oder eine andere Art von Kunststoffmaterial), Holz und/oder anderen Materialien bestehen, die mit problemlos verfügbaren Werkzeugen geschnitten, gebohrt, geschliffen und/oder anderweitig manipuliert werden können. In einigen Ausführungen können Teile der Knieprothese 108 mit einer Bogensäge, Bandsäge und/oder einer anderen Art von Sage geschnitten werden, mit einem Handbohrer, einer Bohrmaschine und/oder einer anderen Art von Bohrer gebohrt und/oder von Hand und/oder mit einer Schleifmaschine geschliffen werden.
In einigen Ausführungen kann die Knieprothese 108 Teile aufweisen, die nicht auf der ganzen Welt verfügbar sind. Beispielsweise kann die Knieprothese 108 Materialien aufweisen, die mit Spezialgeräten geformt und/oder angepasst werden. Die strukturellen Komponenten der Knieprothese 108 können Materialien aufweisen, die durch automatische Bearbeitungs-, Gieß- und/oder Formprozesse hergestellt werden. Beispielsweise kann die Knieprothese 108 Komponenten aufweisen, die durch ein computergestütztes numerisch kontrolliertes Verfahren (CNC), Formpressen, Pressspritzen, Spritzgießen, Laserschneiden, mechanisches Schneiden, Schmelzen oder Fusionsverfahren und/oder andere Arten von Herstellungsverfahren hergestellt werden. Die strukturellen Komponenten der Knieprothese 108 können Materialien aufweisen, die aus Gründen der Haltbarkeit, des Gewichts, der Stärke, des Erscheinungsbilds, des Profils und/oder anderer funktionaler und kosmetischer Faktoren ausgewählt wurden. Einige beispielhafte Materialien sind Titan, Stahl, Aluminium, Hochleistungskunststoffe, Glasfaser und andere.
Die beispielhafte Knieprothese 108 kann mit einer Vielzahl unterschiedlicher Knieprothesendesigns umgesetzt werden. Beispielsweise kann die Knieprothese 108 auf Basis eines beliebigen der beispielhaften Designs aus 1B–1J, 3A, 3B, 4A, 4B, 5A–5D und 6A–6C implementiert werden und/oder die Knieprothese 108 kann auf Basis eines anderen Designs implementiert werden. Die Knieprothese 108 kann ein momentanes Drehzentrum aufweisen, das sich während der Biegebewegung des Knies wie in 2 gezeigt bewegt oder die Knieprothese 108 kann ein momentanes Drehzentrum aufweisen, dass sich während der Biegewegung des Knies auf andere Art und Weise bewegt. Die Knieprothese kann mit den beispielhaften Techniken aus 8, 9A–9E, 10A–10D und/oder nach anderen oder weiteren Techniken hergestellt werden. Die Knieprothese 108 kann mit den beispielhaften Geräten aus 11, 12A, 12B, 13A–13C, 14, 15A–15H und oder mit zusätzlichen oder anderen Geräten hergestellt werden.
Der Pfeiler 110 ist an der Knieprothese 108 und der Fußprothese 112 befestigt. Der Pfeiler 110 kann als starre Konstruktion ausgeführt sein, die Kraft von der Fußprothese 112 auf die Knieprothese 108 überträgt. Der Pfeiler 110 kann aus Metall, Glasfaser, Kunststoff, Holz und/oder Kombinationen dieser und anderer Arten von Materialien bestehen. Der Pfeiler 110 kann ein kosmetisches Aussehen aufweisen, das dem Aussehen eines Unterschenkels ähnelt. Beispielsweise kann das kosmetische Aussehen die Geometrie eines Wadenmuskels aufweisen, sie kann einen Farbton und/oder eine Textur aufweisen, die der Haut der amputierten Person 100 nachgebildet ist und/oder sie kann andere Merkmale aufweisen, die dem Pfeiler 110 ein natürliches Aussehen, Größe und Form verleihen. Die Kosmesis kann aus Schaumstoff, Gummi, Kunststoff, Holz und/oder anderen Materialien bestehen.
Der Pfeiler 110 kann direkt an der Knieprothese 108 oder über einen Adapter an der Knieprothese 108 befestigt werden. Beispielsweise können verschiedene Arten von Adaptern verwendet werden, damit eine einzelne Knieprothese mechanisch mit den unterschiedlichsten Arten von Pfeilern verbunden werden kann. Beispielhafte Adapter sind Pyramidenadapter und Adapter anderer Arten. Die Unterseite der Knieprothese 108 kann eine Bohrung oder ein Befestigungselement aufweisen, das mechanisch mit den unterschiedlichsten Adaptern verbunden werden kann, wobei jeder Adapter für eine andere Art von Pfeiler ausgelegt ist. Der Pfeiler 110 kann auf unterschiedliche Arten direkt an der Knieprothese 108 befestigt werden. In einigen Ausführungen weist die Unterseite der Knieprothese 108 ein Gewindeelement auf, das im oberen Ende des Pfeilers 10 aufgenommen ist. In einigen Ausführungen weist die Unterseite der Knieprothese 108 eine Bohrung auf, die ein Gewindeelement auf einem oberen Ende des Pfeilers 110 aufnimmt. Der Pfeiler 110 kann mit Schrauben, Bolzen, Stiften, Klebstoffen, Klammern, Kerben, Gewinden und/oder anderen Arten von Befestigungselementen und Materialien an der Knieprothese 108 befestigt werden. In einigen Ausführungen ist ein oberes Ende des Pfeilers 110 mit vier Befestigungselementen, die sich in die untere Bohrung erstrecken und in den Pfeiler 110 eingreifen, in einer unteren Bohrung der Knieprothese 108 befestigt.
Die Fußprothese 112 ist am Pfeiler 110 befestigt. Wenn die amputierte Person 100 geht oder steht, berührt die Unterseite der Fußprothese 112 die Geh- oder Stehfläche und überträgt Kraft von der Fläche auf die Prothese 104. Der Pfeiler 110 kann direkt an der Fußprothese 112 oder über einen Adapter, ein Fußgelenk oder eine andere Art von Vorrichtung an der Fußprothese 112 befestigt werden. Das Fußgelenk, der Adapter und/oder die andere Vorrichtung kann jede beliebige Art von Vorrichtung aufweisen, welche die Fußprothese 112 mechanisch mit dem Pfeiler 110 verbindet. In einigen Ausführungen kann die Fußprothese 112 mit anderen Prothesenvorrichtungen austauschbar sein und/oder für einen bestimmten Zweck angepasst werden. Beispielsweise kann die Fußprothese 112 zum Gehen, Rennen, Schwimmen und/oder zur Durchführung anderer Tätigkeiten angepasst werden. In einigen Ausführungen können die Fußprothese 112 und der Pfeiler 110 von der Knieprothese 108 abnehmbar sein. In einigen Ausführungen kann die Fußprothese 112 einstückig mit dem Pfeiler 110 geformt sein. Die Fußprothese 112 kann einen Schuh tragen.
Die Prothese 104 kann weitere nicht gezeigte Komponenten und/oder Merkmale aufweisen. Die Prothese 104 kann Adapter, Befestigungselemente und/oder andere Merkmale aufweisen, mit denen die verschiedenen Komponenten aneinander befestigt und/oder mit anderen Teilen ausgetauscht werden können. Beispielsweise kann die Prothese 104 einen Adapter aufweisen, mit dem die Knieprothese 108 an einer Aluminiumpfanne, einer Glasfaserpfanne und/oder einer anderen Art von Pfanne befestigt werden kann; die Prothese 104 kann einen Adapter aufweisen, mit dem die Knieprothese 108 an einem Aluminiumpfeiler, einem Glasfaserpfeiler und/oder einer anderen Art von Pfeiler befestigt werden kann. Die Prothese 104 kann kosmetische Teile aufweisen, welche das Aussehen der Prothese 104 und/oder ihrer Komponenten beeinflussen. Beispielsweise kann die Prothese 104 eine Kosmesis aufweisen, welche die Pfanne 106, das Knie 108, den Pfeiler 110, den Fuß 112 und/oder andere Merkmale abdeckt, um das Aussehen (z. B. Haut, Muskeln, Haaren und/oder andere) eines Unterschenkels nachzuahmen. Die Prothese 104 kann zusätzliche Prothesengelenke und/oder austauschbare oder anpassbare Merkmale aufweisen, welche die Funktionalität verbessern. Beispielsweise kann die Prothese 104 eine Fußgelenksprothese aufweisen, die eine Beugung der Fußprothese 112 relativ zum Pfeiler 110 ermöglicht; die Prothese 104 kann einen oder mehr Arretiermechanismen aufweisen, durch die die Prothese 104 in einem bestimmten Winkel, einer bestimmten Orientierung und/oder einer bestimmten Stellung befestigt werden kann; die Prothese 104 kann einen oder mehr Freigabemechanismen aufweisen, durch die die Prothese 104 und/oder ihre Komponenten entfernt werden können; die Prothese 104 kann einen oder mehr energiespeichernde oder energieerzeugende Mechanismen aufweisen, die Energie zur Bedienung der Prothese 104 bereitstellen. Die Prothese kann Merkmale aufweisen, die den Komfort für die amputierte Person 100 verbessern. Beispielsweise kann die Pfanne 106 ein Polster und/oder anpassbare Merkmale aufweisen.
In einigen Ausführungen ist die Knieprothese 108 ein Kunststoffknie, das die Normen für Unterschenkelprothesen der Internationalen Standardisierungsorganisation (ISO) erfüllt. Ausführungen der Knieprothese 108, bei denen das obere Element 120, das untere Element 122, die beiden vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 aus einem Kunststoffmaterial bestehen und mit gebräuchlicher Hardware hergestellt wurden, wurden geprüft und entsprachen oder überstiegen die Vorschriften der Norm ISO 10328, erste Ausgabe vom 1. Oktober 2006, mit dem Titel „Prosthetics – Structural testing of lower-limb prostheses – Requirements and test methods.” Die Vorschriften beinhalten beispielsweise Ermüdungstests, bei denen die Knieprothese in Zyklen unterschiedlicher Dauer extern belastet wird, Drehfestigkeitstests, bei denen eine externe Torsionskraft auf die Knieprothese aufgebracht wird, und statische Belastungstests, bei denen eine statische externe Belastung auf die Knieprothese aufgebracht wird. Alle Tests wurden unter den in der oben genannten Norm ISO 10328 aufgeführten Bedingungen und Kriterien durchgeführt.
Insbesondere wurde die Ausführungsform der Knieprothese 108a aus 1A, 1B, 1C, 1D, 1F und 1G geprüft und entsprach oder überstieg die Anforderungen von ISO 10328, erste Ausgabe vom 1. Oktober 2006, mit dem Titel ”Prosthetics – Structural testing of lower-limb prostheses – Requirements and test methods.” Mehrere Muster dieser Ausführungsform wurden geprüft und alle Muster entsprachen oder überstiegen die Anforderungen dieser Norm. Die geprüfte Ausführungsform der Knieprothese wies ein oberes Element, ein unteres Element, zwei vordere Verbindungen und eine hintere Verbindung auf, die alle aus Acetal-Homopolymer-Kunststoff gefertigt waren. Das obere Element und das untere Elemente wurden aus 60 mm rundem Ausgangsmaterial hergestellt. Die Verbindungen wurden aus 16 mm flachem Ausgangsmaterial hergestellt. Die mechanischen Drehachsen waren Edelstahl Sechskantschrauben, die mit Sechskantarretiermuttern am oberen Element und am unteren Element befestigt waren. Die Edelstahl-Sechskantschrauben, welche die oberen und unteren hinteren Achsen formen, wurden auf die ungefähre Breite des unteren Elements und der oberen Elemente (ca. 50 mm) gekürzt. Die Knieprothese wurde mit einem Pyramidenadapter geprüft, wie er beispielsweise in 1J und 1I gezeigt ist. Die durchgeführten Tests umfassen mehrere Belastungsprofile, Zyklusfrequenzen, Armaturen, Versätze, Entfernungen und andere Testbedingungen wie in der ISO-Norm aufgeführt. Die Knieprothese wurde auf mehreren Belastungsebenen und unter mehreren Bedingungen geprüft. In einem beispielhaften Test trug die Knieprothese in der gestreckten Stellung eine externe Last von 4480 Newton. Die externe Last wurde auf die in der ISO-Norm vorgeschriebene Weise angelegt. In einem anderen beispielhaften Test wurde die an die Knieprothese angelegte externe Last im Zeitverlauf zyklisch verändert wie in der ISO-Norm vorgeschrieben; das Belastungsprofil umfasste 3.000.000 Zyklen mit einer Frequenz von 0,89 Hz; die maximale Belastung für jeden Zyklus betrug 1330 Newton; die mittlere Belastung über jeden Zyklus betrug 690 Newton; die Belastung variierte mit jedem Zyklus um bis zu 640 Newton; nach der zyklischen Belastung wurde eine endgültige statische Last von 2240 Newton an das Knie angelegt. In einem anderen beispielhaften Test widerstand die Knieprothese Drehkräften bis zu 50 Newtonmeter. Andere Ausführungsformen der hierin beschriebenen beispielhaften Knieprothesen können ebenfalls die Vorschriften der Norm ISO 10328 erfüllen oder übersteigen, einschließlich der oben beschriebenen Tests.
1B ist eine Vorderansicht einer beispielhaften Knieprothese 108a. Alternative Ansichten der beispielhaften Knieprothese 108a sind in 1B, 1C, 1F und 1G gezeigt. 1C ist eine perspektivische Ansicht von Aspekten der unteren und hinteren Teile der beispielhaften Knieprothese 108a; 1D ist eine andere perspektivische Ansicht von Aspekten der oberen und vorderen Teile der beispielhaften Knieprothese 108a. 1F ist eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese 108a in einer gestreckten Stellung und 1G ist eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese 108a in einer gebeugten Stellung. 1E ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese 108b, die eine Version der Knieprothese 108a ist, die so modifiziert wurde, dass sie einen beispielhaften Streckungshilfsmechanismus aufweist. In einigen Fällen kann die Knieprothese 108a so abgewandelt oder angepasst werden, dass sie ein oder mehr Merkmale der beispielhaften Knieprothesen aus 1E, 1H–1J, 3A–3B, 4A–4B, 5A–5D, 6A–6C und 16A–16B und/oder andere Arten von Knieprothesen aufweist.
Die beispielhafte Knieprothese 108a in 1B, 1C, 1E, 1F und 1G weist ein oberes Element 120, ein unteres Element 122, zwei vordere Verbindungen 124a, 124b und eine hintere Verbindung 126 auf. Das obere Element 120, das untere Element 122, die beiden vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 können aus demselben Material bestehen. Im gezeigten Beispiel bestehen das obere Element 120, das untere Element 122, die beiden vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 alle aus Delrin von DuPont. In einigen Ausführungen können das obere Element 120 und das untere Element 122 aus einer 65 mm Delrin-Stange und/oder einer 50 mm Delrin-Platte bestehen und die vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 können aus einer 16 mm Delrin-Platte bestehen. Ein oder mehr Komponenten können aus rundem flachen Ausgangsmaterial und/oder aus verschiedenen Arten von Ausgangsmaterialien mit unterschiedlichen Abmessungen und Geometrien bestehen.
Das obere Element 120, das untere Element 122, die beiden vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 können aus einem oder mehr einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien bestehen. Beispielsweise können eine oder mehr Komponenten aus Kunststoff (z. B. Delrin oder ein generisches Äquivalent und/oder andere Arten von Kunststoffen), Metallen (z. B. Titan, Stahl und/oder andere), Holz (z. B. Buchenholz oder eine andere Art von haltbarem Holz) und/oder anderen Materialien bestehen. Das obere Element 120, das untere Element 122, die beiden vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 können mit den Techniken aus 8, 9A–9E, 10A–10D und/oder nach anderen oder weiteren Techniken hergestellt werden. Das obere Element 120, das untere Element 122, die beiden vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 können mit den Geräten aus 11, 12A, 12B, 13A–13C, 14, 15A–15H und/oder mit zusätzlichen oder anderen Geräten hergestellt werden.
Die beispielhafte Knieprothese 108a weist vier mechanische Drehachsen auf: eine obere hintere Achse, eine untere hintere Achse, eine obere vordere Achse und eine untere vordere Achse. Im gezeigten Beispiel wird die obere hintere Achse von einem Stift 128a geformt, die untere hintere Drehachse wird von einem Stift 128b geformt, die obere hintere Achse wird von einem Bolzen 130a geformt und die untere vordere Drehachse wird von einem Bolzen 130b geformt. Die Bolzen können mit Muttern und/oder anderer geeigneter Hardware befestigt werden. Zusätzliche und/oder andere Arten von Vorrichtungen und/oder Hardware können zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Beispielsweise kann jede geeignete Art von Bolzen, Schrauben, Stiften, Stangen, Balken, Abstandsbolzen oder ähnlichen Vorrichtungen zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Die vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 können sich auf den mechanischen Achsen drehen. Wenn die Knieprothese 400 gebeugt oder gestreckt wird, dreht sich das untere Element 122 relativ zum oberen Element 120 um ein momentanes Drehzentrum, das von der oberen hinteren Achse, der unteren hinteren Achse, der oberen vorderen Achse und der unteren vorderen Achse definiert wird. Beispielsweise wird das momentane Drehzentrum durch die mechanischen Drehachsen aus 1G und 1H definiert und das momentane Drehzentrum kann sich während der Beuge- oder Biegebewegung wie in 2 gezeigt drehen.
Im gezeigten Beispiel fixieren der Bolzen 130a und eine Mutter 123a die vorderen Verbindungen 124a, 124b am oberen Element 120; der Bolzen 130b und eine Mutter 123b fixieren die vorderen Verbindungen 124a, 124b am unteren Element 122. Der Bolzen 130a kann Unterlegscheiben und/oder andere Hardware tragen, um Reibung zwischen den vorderen Verbindungen 124a, 124b und dem oberen Element 120 zu reduzieren; der Bolzen 130b kann Unterlegscheiben und/oder andere Hardware tragen, um Reibung zwischen den vorderen Verbindungen 124a, 124b und dem unteren Element 122 zu reduzieren. (Hardware ist mit Bezug auf die weithin bekannten metrischen ISO-Normen beschrieben). Es können Bolzen, Unterlegscheiben und Muttern anderer Arten und Größen verwendet werden. In einigen Ausführungen können die Unterlegscheiben Kunststoff-Unterlegscheiben, Metall-Unterlegscheiben und/oder Unterlegscheiben aus anderen Materialien umfassen. Ein oder mehr Unterlegscheiben können weggelassen oder in einer anderen Komponente des Knies aufgenommen werden. Beispielsweise können das obere Element 120, das untere Element 122, die vorderen Verbindungen 124a, 124b und/oder die hintere Verbindung 126 mit ein oder mehr Unterlegscheiben oder eingebauten Abständen hergestellt werden.
Auf dem Bolzen 130a, der die obere vordere Achse bildet, können Unterlegscheiben zwischen dem Bolzenkopf und der vorderen Verbindung 124a, zwischen der vorderen Verbindung 124a und dem oberen Element 120, zwischen dem oberen Element 120 und der vorderen Verbindung 124b und/oder zwischen der vorderen Verbindung 124b und der Mutter 123a angeordnet werden. Auf dem Bolzen 130b, der die untere vordere Achse bildet, können Unterlegscheiben zwischen dem Bolzenkopf und der vorderen Verbindung 124a, zwischen der vorderen Verbindung 124a und dem unteren Element 122, zwischen dem unteren Element 122 und der vorderen Verbindung 124b und/oder zwischen der vorderen Verbindung 124b und der Mutter 123b angeordnet werden. Auf dem Stift 128a, der die obere hintere Achse formt, können Unterlegscheiben auf beiden Seiten der hinteren Verbindung zwischen der hinteren Verbindung und dem oberen Element 120 angeordnet werden. Auf dem Stift 128b, der die untere hintere Achse formt, können Unterlegscheiben auf beiden Seiten der hinteren Verbindung zwischen der hinteren Verbindung und dem unteren Element 122 angeordnet werden.
In einigen beispielhaften Ausführungen sind die Bolzen 130a, 130b M8 × 1,25 × 100 mm Bolzen, die jeweils vier M8 Unterlegscheiben tragen, und die Muttern 123a, 123b sind M8 Nylon-Arretiermuttern. In einigen beispielhaften Ausführungsformen sind die Stifte 128a, 128b modifizierte M8 × 1,25 × 60 mm Bolzen. In diesen beispielhaften Ausführungen sind die Kopfenden der beiden M8 × 1,25 × 60 mm Bolzen abgeschnitten, um zwei M8 × 1,25 Gewindestifte 128a, 128b mit einer Länge, die ungefähr der Breite des oberen Elements 120 und des unteren Elements 122 entspricht, zu formen. In diesen beispielhaften Ausführungen kann eine Sage oder eine andere Schneidevorrichtung zur Bildung eines Kopfes in den Enden jedes Stifts 128a, 128b verwendet werden, so dass die Stifte 128a, 128b in das obere Element 120 und das untere Element 122 getrieben werden können (z. B. mit einem Schraubenzieher oder einer ähnlichen Vorrichtung).
In der beispielhaften Knieprothese 108a weist das obere Element 120 eine Bohrung 134 in ihrer Oberseite auf, wie in 1D gezeigt. Die Bohrung 134 kann in einer Tiefe im oberen Element 120 enden oder die Bohrung 134 kann sich vollständig durch das obere Element 120 erstrecken. In einigen Ausführungsformen erstreckt sich ein Bolzen 125 oder eine andere Art von Befestigungselement durch die Bohrung 134, wie in 1B gezeigt. Der Bolzen 125 kann die Knieprothese 108a an einer Pfanne befestigen oder einen Adapter tragen, der die Knieprothese 108a in einer Pfanne fixiert. Der Bolzen 125 kann ein M10 × 1,5 × 50 mm Bolzen oder eine andere Größe oder Art von Bolzen sein.
18 ist eine perspektivische Ansicht eines Mechanismus 1800, der auf dem Bolzen 125 oder einer anderen Art von Befestigungselement getragen werden kann, das sich von der beispielhaften Knieprothese 108a oder einer anderen Art von Knieprothese erstreckt. Der Mechanismus 1800 ermöglicht die Anpassung der mechanischen Verbindung zwischen der Knieprothese und einer Pfanne 106. Der Mechanismus 1800 kann die Winkelausrichtung der Knieprothese und der anzupassenden Pfanne ermöglichen. Der Mechanismus 1800 kann die Platzierung der Knieprothese auf der anzupassenden Pfanne ermöglichen. Der Mechanismus 1800 kann zusätzliche und/oder andere Aspekte der anzupassenden Verbindung ermöglichen.
Der Mechanismus 1800 weist eine obere Platte 1802 und zwei Keile 1804a, 1804b auf, die auf dem Bolzen 125 getragen werden. In einigen Ausführungen wird eine andere Anzahl von Keilen verwendet (z. B. 1, 3, 4 usw.). Die obere Platte 1802 und die Keile 1804a, 1804b können aus Metall, Holz, Kunststoff und/oder anderen Materialien bestehen. In einer beispielhaften Ausführung besteht die obere Platte 1802 aus Metall und die Keile 1804a, 1804b bestehen aus Delrin-Kunststoff. Die obere Platte 1802 weist einen länglichen Schlitz 1803 auf. Die Keile 1804a, 1804b weisen jeweils eine Bohrung 1805 auf. Der Mechanismus 1800 ist in 18 zur Veranschaulichung in einer aufgerissenen Ansicht gezeigt. Wenn der Mechanismus 1800 in einer Prothese installiert wird, wird der Bolzen 125 durch die Bohrungen 1805 in den Keilen 1804a, 1804b und durch den Schlitz 1803 in der oberen Platte 1802 eingeführt und die beiden Keile 1804a, 1804b und die obere Platte 1802 werden auf dem oberen Element gestapelt.
Der längliche Schlitz 1803 in der oberen Platte 1802 ermöglicht die Vorwärts- (in Vorderrichtung) oder Rückwärts- (in Rückrichtung) schiebung auf der Knieprothese auf der Pfanne. Die vordere/hintere Einstellung kann die Stabilität der Knieprothese beeinflussen. Verschiebung der Knieprothese nach vorne relativ zur Pfanne verschiebt beispielsweise das momentane Drehzentrum nach vorne, wodurch die Stabilität reduziert und/oder eine leichtere Beugung der Knieprothese in der gestreckten Stellung ermöglicht wird. Als weiteres Beispiel verschiebt die Verschiebung der Knieprothese nach hinten relativ zur Pfanne das momentane Drehzentrum nach hinten, wodurch die Stabilität der Knieprothese verbessert wird und/oder für die Beugung der Knieprothese größere seitliche Kräfte notwendig sind. Die Keile 1804a, 1804b ermöglichen die Winkelausrichtung zwischen der Knieprothese und der anzupassenden Pfanne. Drehung eines der Keile relativ zum anderen Keil und/oder Drehung der Keile relativ zur Knieprothese und der oberen Platte 1802 führt beispielsweise zur Anpassung der Winkelausrichtung der Knieprothese und der Pfanne. Der Mechanismus 1800 kann allein oder in Kombination mit anderen Arten von Adaptern und ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden.
In der beispielhaften Knieprothese 108a weist das obere Element 120 einen Gummianschlag 135 auf, wie in 1D gezeigt. Die hintere Verbindung 126 kann mit dem Gummianschlag 135 in Berührung kommen, wenn die Knieprothese 108a vollständig gestreckt wird, und der Gummianschlag 135 kann die Auswirkung der hinteren Verbindung 126 absorbieren. Der Gummianschlag 135 kann aus einer Gummiplatte auf die entsprechende Größe und Form mit einer Säge, Schere und/oder einer anderen Art von Schneidevorrichtung zugeschnitten werden. Der Gummianschlag 135 kann mit einer Schraube, einem Nagel, einer Klammer, einem Klebstoff und/oder einer anderen Art von Befestigungselement am oberen Element befestigt werden. In einer beispielhaften Ausführung ist der Gummianschlag 135 2 mm dick und ist mit einer 2,9 mm Blechschraube am oberen Element 120 befestigt.
In der beispielhaften Knieprothese 108a weist das untere Element 122 eine Bohrung 133 in ihrer Unterseite auf, wie in 1C gezeigt. Die Bohrung 133 kann in einer Tiefe im unteren Element 122 enden. In einigen Ausführungen sitzt ein Ende eines Pfeilers oder Pfeileradapters in der Bohrung 133. Der Pfeiler oder Pfeileradapter kann durch Gewinde, Bolzen, Schrauben, Stifte, Klebstoff und/oder auf andere Weise in der Bohrung 133 befestigt werden. Der Radius der Bohrung 133 kann an den Außenradius des Pfeilers angepasst werden. In einigen Ausführungen ist der Radius der Bohrung 133 größer als der Radius des Pfeilers, um eine Anpassung zu ermöglichen. Beispielsweise kann der Radius der Bohrung 133 so groß sein, dass eine Ausrichtung des Pfeilers mit dem anzupassenden unteren Knieelement 122 möglich ist. In einigen Ausführungen kann die Bohrung 133 festgezogen oder gelockert werden. Beispielsweise kann der Umfang der Bohrung 133 eine Lücke aufweisen, die um das obere Ende des Pfeilers angezogen oder gelockert werden kann. In einigen Ausführungen kann die Lücke im Umfang der Bohrung 133 durch Manipulation eines Bolzens oder einer anderen Art von Befestigungselement angepasst werden, wodurch die Bohrung 133 weiter oder enger wird.
In der beispielhaften Knieprothese 108a weist das untere Element 122 eine Schraube 132 in jeder der vier Seiten des unteren Elements auf. Das untere Element 122 weist ein erstes Befestigungselement 132 vor dem unteren Element und zweite und dritte Befestigungselemente 132 in den Seiten des unteren Elements und ein viertes Befestigungselement 132 auf der Rückseite des unteren Elements auf. Die Schrauben können sich bis ins Innere der Bohrung 133 erstrecken, um den Pfeiler oder Pfeileradapter in der Bohrung 133 zu fixieren. So kann der Pfeiler in der Bohrung 133 durch die Befestigungselemente, die sich bis in die Bohrung 133 erstrecken, fixiert werden. In einer beispielhaften Ausführung sind die Befestigungselemente 132 M10 × 1,5 × 10 mm Feststellschrauben, die mit einem 5 mm Inbusschlüssel festgeschraubt werden können. Die Befestigungselemente 132 weisen Bolzen, Stifte und/oder andere Arten von Befestigungselementen auf. Die Befestigungselemente 132 erstrecken sich durch Befestigungselementebohrungene, die sich von einer Außenseite des unteren Elements 122 bis zur Bohrung 133 erstrecken. Die Befestigungselementebohrungen sind gleichmäßig um den Umfang der Bohrung 133 verteilt. Zwei der Befestigungselementebohrungen liegen parallel zu den mechanischen Drehachsen (geformt durch die Bolzen 130a, 130b und die Stifte 128a, 128b) und zwei der Befestigungselementebohrungen liegen senkrecht zu den mechanischen Drehachsen.
In den gezeigten und hierin beschriebenen Knieprothesen kann das untere Element eine unterschiedliche Anzahl von Befestigungselementen und/oder Befestigungselementebohrungen zur Fixierung eines Pfeilers in der unteren Bohrung des unteren Elements aufweisen. Ein oder mehr Befestigungselemente und/oder Befestigungselementebohrungen können in zusätzlichen und/oder anderen Umfangs- und/oder axialen Positionen relativ zur unteren Bohrung angeordnet sein. Somit können die Befestigungselemente 132 der beispielhaften Knieprothese 108a in einigen Ausführungen ungleichmäßig um den Umfang der Bohrung 133 verteilt sein; weniger oder mehr als vier Befestigungselemente 132 können verwendet werden; und Befestigungselemente 132 mit zusätzlichen und/oder unterschiedlichen Orientierungen und Positionen können verwendet werden.
17 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Prothesenvorrichtung, die eine Gewindekupplung zwischen dem Pfeiler und dem unteren Element einer Knieprothese verwendet. 17 zeigt ein unteres Element 1722 einer Knieprothese, das Merkmale des unteren Elements 122 der Knieprothese 108a und/oder Merkmale anderer gezeigter und beschriebener Knieprothesen aufweisen kann. Das untere Element 1722 weist eine untere Gewindebohrung 1733 zur Aufnahme eines oberes Endes eines Pfeilers 1710 einer Prothese auf. Das Gewinde auf dem Pfeiler 1710 kann sich über die volle Länge des Pfeilers 1710 erstrecken, wie in 17 gezeigt; oder das Gewinde kann sich über einen ersten Abschnitt des Pfeilers erstrecken, wobei ein zweiter Abschnitt des Pfeilers eine Fläche ohne Gewinde aufweist. Der Pfeiler 1710 aus 17 kann Merkmale des Pfeilers 110 der Prothese 104 aufweisen; der Pfeiler 1710 kann zusätzliche und/oder andere Merkmale aufweisen. Das obere Ende des Pfeilers 1710 kann in die Bohrung 1733 eingeführt und dort durch Aufschrauben auf den Pfeiler 1710 zur Verbindung mit dem Gewinde in der Bohrung 1733 fixiert werden. Somit kann der Pfeiler 1710 durch die Gewindeverbindung in der Bohrung 1733 fixiert werden. In einigen Ausführungen werden Befestigungselemente und/oder andere Vorrichtungen als Alternative und/oder zusätzlich zu der Gewindeverbindung verwendet.
Die beispielhafte Knieprothese 108a kann eine externe Belastung des oberen Kunststoffelements 120 und/oder des unteren Kunststoffelements 122 aufnehmen, wenn sich die polyzentrische Knieprothese in einer gestreckten Stellung befindet. Das obere Element 120 kann eine externe Belastung von einer Pfanne, einem Pfannenadapter oder einer anderen Vorrichtung, die am oberen Element 120 befestigt ist, aufnehmen. Eine Kunststoffkonstruktion des oberen Elements 120 kann die externe Belastung auf die oberen Achsen (128a, 130a) übertragen. Die oberen Achsen (128a, 130a) können die externe Belastung vom oberen Element 120 zu den Verbindungen (124a, 124b, 126) übertragen. Eine Kunststoffkonstruktion der Verbindungen (124a, 124b, 126) kann die externe Belastung von den oberen Achsen (128a, 130a) auf die unteren Achsen (128b, 130b) übertragen. Die unteren Achsen (128b, 130b) können die externe Belastung von den Verbindungen (124a, 124b, 126) auf das untere Element 120 übertragen. Eine Kunststoffkonstruktion des unteren Elements 120 kann die Belastung von den unteren Achsen (128b, 130b) beispielsweise auf einen Pfeiler, der in der Bohrung 133 fixiert ist übertragen.
Die beispielhafte Knieprothese 108b in 1E weist die Merkmale der beispielhaften Knieprothese 108a in 1B, 1C, 1E, 1F und 1G auf. Die Knieprothese 108b weist zusätzlich einen Streckungshilfsmechanismus auf. Streckungshilfsmechanismen können mit unterschiedlichen Arten von Vorrichtungen auf unterschiedliche Weise implementiert werden. Ein Streckungshilfsmechanismus weist einen Energiespeichermechanismus auf, der Energie liefert, um die Streckung der Knieprothese zu unterstützen und/oder um die Knieprothese in einer stabilen gestreckten Stellung zu halten. Beispielhafte Energiespeichermechanismen sind Federn, Batterien, Kondensatoren, Schwungräder, magnetisierte Gegenstände, Druckgaskammern und andere. Federn können Spiralen (siehe beispielsweise 7), Bänder, Zugfedern, Dehnungsfedern, Kompressionsfedern, Torsionsfedern und/oder Kombinationen dieser und ähnlicher Vorrichtungen umfassen.
Der beispielhafte Streckungshilfsmechanismus aus 1E weist ein Gummiband 138 mit einem am oberen Element 120 befestigten ersten Ende und einem am unteren Element 122 befestigten zweiten Ende auf. Eine erste Platte 136, die an einer Vorderseite des oberen Elements 120 befestigt ist, fixiert das erste Ende des Gummibands 138 am oberen Element 120 und eine zweite Platte 136, die an einer Vorderseite des unteren Elements 122 festgeschraubt ist, fixiert das zweite Ende des Gummibands 138 am unteren Element 122. Das Gummiband 138 kann auch auf andere Weise am oberen Element 120 und am unteren Element 122 befestigt sein. Die Platten 136 können mit jeder beliebigen Art von Befestigungselement, wie z. B. Schraube, Bolzen, Klebstoff, Raste und/oder andere am oberen Element 120 und am unteren Element 122 befestigt sein. Reibung zwischen dem Gummiband 138 und dem oberen Element 120 und der Platte 136 kann Rutschen des ersten Endes des Gummibands 138 verhindern. Analog kann Reibung zwischen dem Gummiband 138 und dem unteren Element 122 und der Platte 136 Rutschen des zweiten Endes des Gummibands 138 verhindern. Das Gummiband 138 kann beispielsweise durch Lockern und/oder Entfernen der Platten 136 entfernt werden.
In dem gezeigten Beispiel hat das Gummiband 138 eine lockere Länge und wenn das Gummiband 138 aus seiner lockeren Länge gedehnt wird, neigt es dazu, sich wieder zu seiner lockeren Länge zusammenzuziehen, wodurch eine Kraft ausgeübt wird. Somit führt Dehnung des Gummibands 138 aus seiner lockeren Länge dazu, dass das Gummiband 138 Energie speichert. Wenn sich die Knieprothese 108b in der gestreckten Stellung befindet, wie in 1D gezeigt, kann sich das Gummiband 138 in seiner lockeren Länge befinden, so dass das Gummiband 138 keine Kraft auf die Knieprothese 138b ausübt, wenn diese sich in der gestreckten Stellung befindet. Wenn sich alternativ die Knieprothese 108b in der gestreckten Stellung befindet, wie in 1D gezeigt, kann das Gummiband 138 aus seiner lockeren Länge gedehnt werden, so dass das Gummiband 138 eine Kraft auf die Knieprothese 108b ausübt, wenn diese sich in der gestreckten Stellung befindet. Die vom Gummiband 138 aufgebrachte Kraft, wenn sich die Knieprothese 108b in der gestreckten Stellung befindet, kann dazu neigen, die Knieprothese 108b in der gestreckten Stellung zu halten.
Zumindest während eines Teils der Biegebewegung der Knieprothese 108b wird das Gummiband 138 aus seiner lockeren Länge gedehnt. In verschiedenen Ausführungen wird das Gummiband 138 sofort aus seiner lockeren Länge gedehnt, wenn sich die Knieprothese 108b zu beugen beginnt, bevor sich die Knieprothese 108b zu beugen beginnt oder nachdem sich die Knieprothese 108b zu beugen beginnt. In einigen Ausführungen biegt sich die Knieprothese 108b durch einen Anfangswinkel (z. B. 1 Grad, 5 Grad, 15 Grad oder ein anderer Winkel), bevor das Gummiband 138 aus seiner lockeren Länge gedehnt wird. Wenn das Gummiband 138 beginnt, aus seiner lockeren Länge gedehnt zu werden, übt das Gummiband 138 eine Kraft auf das obere Element 120 und das untere Element 122 aus. Die vom Gummiband 138 aufgebrachte Kraft tendiert dazu, das obere Element 120 und das untere Element 122 zur gestreckten Stellung der Knieprothese 108b zu führen. Nachdem das Gummiband beginnt, sich aus seiner lockeren Länge zu dehnen, erhöht sich im gezeigten Beispiel die Kraft, die das Gummiband 138 aufbringt, wenn sich die Knieprothese 108b aus der gestreckten Stellung beugt. Das heißt, die vom Gummiband 138 ausgeübte Kraft ist maximal, wenn die Knieprothese 108b vollständig gebeugt ist, beispielsweise wie die Knieprothese 108a in 1F. In einigen Beispielen kann die Kraft, die das Gummiband 138 aufbringt, linear um den Betrag zunehmen, um den die Länge des Gummibands 138 aus seiner lockeren Länge gedehnt wird. In einigen Beispielen kann die vom Gummiband 138 aufgebrachte Kraft auf andere Art und Weise und/oder auf Basis anderer Faktoren und Parameter zunehmen.
Die Größe der Kraft, die der beispielhafte Streckungshilfsmechanismus aus 1E aufbringt, kann einstellbar sein. Das Gummiband 138 kann beispielsweise relativ zu den Platten 135 verstellt werden (z. B. gestreckt oder zusammengezogen), das Gummiband 138 kann durch ein anderes Gummiband oder eine andere Art von Feder ersetzt werden, zusätzliche Federn können verwendet werden und/oder die Kraft kann auf Basis anderer Modifikationen angepasst werden.
1H zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Knieprothese 108c. 1I zeigt eine Vorderansicht der beispielhaften Knieprothese 108c aus 1H. Die beispielhafte Knieprothese 108c weist die Merkmale der beispielhaften Knieprothese 108a aus 1B, 1C, 1E, 1F und 1G auf. Die Knieprothese 108c weist zusätzlich einen Streckungshilfsmechanismus auf. In einigen Fällen kann die Knieprothese 108c so abgewandelt oder angepasst werden, dass sie ein oder mehr Merkmale der beispielhaften Knieprothesen aus 1A–1G, 1J, 3A–3B, 4A–4B, 5A–5D, 6A–6C und 16A–16B und/oder andere Arten von Knieprothesen aufweist.
Der beispielhafte Streckungshilfsmechanismus der Knieprothese 108c aus 1H und 1I weist ein Gummiband 172 auf, das sich über die volle vertikale Länge der Knieprothese 108c erstreckt. Das obere Element 120 der Knieprothese 108c ist mit einem Pyramidenadapter 170, der auf dem Bolzen 125 getragen wird, verbunden, und das untere Element 122 der Knieprothese 108c ist mit dem in der Bohrung 133 fixierten Pfeiler 110 verbunden. Die Knieprothese 108c weist einen Adapter 171 auf, der auf der Vorderseite des oberen Elements 120 fixiert ist. Der Adapter 171 kann aus demselben Material bestehen wie das obere Element 120 (z. B. Kunststoff, Holz, Metall und/oder andere) und/oder aus einem anderen Material. Der Adapter 171 kann mit Schrauben, Klebstoff und/oder anderen Arten von Befestigungselementen am oberen Element 120 befestigt sein.
Das Gummiband 172 erstreckt sich um den Pyramidenadapter 170 auf der Oberseite des oberen Elements 120, über die Vorderseite des Adapter 171, der am oberen Element 120 fixiert ist, über die Vorderseite des unteren Elements 122 und um den Pfeiler 110. Das Gummiband 172 kann mit Schrauben, Augbolzen und/oder ähnlichen Vorrichtungen, die am unteren Element 120, dem Adapter 171 und/oder am oberen Element 120 befestigt sind, fixiert und/oder geführt werden. Beispielsweise können die Augbolzen verhindern, dass das Gummiband 172 von der Vorderseite der Knieprothese 108c abrutscht, wenn diese gebeugt wird.
Das Gummiband 172 unterstützt die Streckung auf ähnliche Weise wie das Gummiband 138 der beispielhaften Knieprothese 108b aus 1E. Das Gummiband 172 weist eine lockere Länge auf und Dehnung des Gummibands 172 über seine lockere Länge hinaus speichert Energie im Gummiband 172. Wenn das Gummiband 172 durch die Biegebewegung der Knieprothese 108c aus seiner lockeren Länge gedehnt wird, übt das Gummiband 172 eine Kraft auf das obere Element 120 und das untere Element 122 aus, so dass die Knieprothese in die gestreckte Stellung gezwungen wird. Das Gummiband 172 kann sich in seiner lockeren Länge befinden oder über seine lockere Länge hinaus gedehnt sein, wenn sich die Knieprothese 108c in der gestreckten Stellung befindet.
1J zeigt eine Seitenansicht einer beispielhaften Knieprothese 108d. Die beispielhafte Knieprothese 108d weist die Merkmale der beispielhaften Knieprothese 108a aus 1B, 1C, 1E, 1F und 1G auf. Die Knieprothese 108c weist zusätzlich einen Arretiermechanismus auf. Arretiermechanismen können mit unterschiedlichen Arten von Vorrichtungen auf unterschiedliche Weise implementiert werden. Ein Arretiermechanismus gestattet die Fixierung der Knieprothese in einem festgelegten Winkel oder in einem festgelegten Bereich von Fixierwinkeln. Beispielsweise können einige Arretiermechanismen die Arretierung der Knieprothese in der gestreckten Stellung, in der gebeugten Stellung und/oder in ein oder mehr Zwischenfixierwinkeln gestatten. Beispielhafte Arretiermechanismen umfassen Stifte, Keile, Anschläge und andere. Die Arretierstifte der beispielhaften Knieprothese 500 in 5A–5D sind eine andere Art von verwendbarem Arretiermechanismus. Als weiteres Beispiel eines Arretiermechanismus kann ein Keil oder Block zwischen dem oberen Element und dem unteren Element einer Knieprothese eingeführt werden, um Fixierung der Knieprothese zu verhindern oder einzuschränken. In einigen Fällen kann die Knieprothese 108d so abgewandelt oder angepasst werden, dass sie ein oder mehr Merkmale der beispielhaften Knieprothesen aus 1A–1I, 3A–3B, 4A–4B, 5A–5D, 6A–6C und 16A–16B und/oder andere Arten von Knieprothesen aufweist.
Der beispielhafte Arretiermechanismus aus 1J weist ein oberes Gehäuse 180, das auf der Vorderseite des oberen Elements 120 befestigt ist, und ein unteres Gehäuse 186, das auf der Vorderseite des unteren Elements 122 befestigt ist, auf. Das obere Gehäuse 180 weist eine obere Bohrung 181 auf, die einen Arretierstift 182 aufnehmen kann. Der Arretierstift 182 kann eine Schraube, ein Bolzen, eine Stange, ein Stift und/oder eine andere Art von Mechanismus sein. Im gezeigten Beispiel ist der Arretierstift 182 ein Gewindebefestigungselement, das mit einer Gewindeflügelmutter 182 verbunden ist. Das untere Gehäuse 186 weist eine Feder 185 und eine untere Bohrung 184 auf. Ein unteres Ende des Arretierstifts 182 befindet sich in der unteren Bohrung 184 und ist mit der Feder 185 verbunden. Die Feder 185 übt eine Vorspannkraft auf den Stift 182 aus, so dass der Stift 182 zur unteren Bohrung 185 gedrückt wird. Die Flügelmutter 183 kann relativ zum Stift 182 gedreht werden, um die Stellung des Stifts 182 relativ zur oberen Bohrung 181 und zur unteren Bohrung 184 anzupassen. Die Knieprothese 108d wird in der gestreckten Stellung arretiert, wenn sich der Stift 182 durch die obere Bohrung 181 und die untere Bohrung 184 erstreckt. Die Knieprothese 108d ist nicht arretiert, wenn der Stift 182 aus der oberen Bohrung 181 entfernt und in die untere Bohrung 184 zurückgezogen wurde.
Im gezeigten Beispiel drehen sich die Verbindungen 124a, 124b, 126 jeweils relativ zum oberen Element 120 und zum unteren Element 122 bei der Biegebewegung der Knieprothese 108a. Die vorderen Verbindungen 124a, 124b drehen sich relativ zum oberen Element 120 auf der oberen vorderen Achse (Bolzen 130a). Die vorderen Verbindungen 124a, 124b drehen sich relativ zum unteren Element 122 auf der unteren vorderen Achse (Bolzen 130b). Die hintere Verbindung 126 dreht sich relativ zum oberen Element 120 auf der oberen hinteren Achse (Stift 128a). Die hintere Verbindung 126 dreht sich relativ zum unteren Element 122 auf der unteren hinteren Achse (Stift 128b).
Im gezeigten Beispiel dreht sich das untere Element 122 relativ zum oberen Element 120 bei der Biegebewegung der Knieprothese 108a. Drehung des unteren Elements 122 relativ zum oberen Element 120 ist ein Ergebnis der Drehung der Verbindungen 124a, 124b, 126 relativ zum oberen Element 120 und/oder relativ zum unteren Element 122. Drehung des unteren Elements 122 relativ zum oberen Element 120 ist keine Drehung um eine einzige Achse, sondern eine polyzentrische Drehung, wobei ein momentanes Drehzentrum 131 eine imaginäre Achse ist, die sich bei der Biegebewegung der Knieprothese 108a bewegt.
Die Lokalisation des momentanen Drehzentrums 131 ist für die Knieprothese in der gestreckten Stellung in 1F gezeigt. Die Lokalisation des momentanen Drehzentrums 131 ist für die Knieprothese in der gebeugten Stellung in 1G gezeigt. Das momentane Drehzentrum 131 übersetzt während der Biegebewegung der Knieprothese 108a zwischen den beiden gezeigten Stellungen. Die gezeigte beispielhafte gestreckte Stellung entspricht einem Biegewinkel von Null Grad und die gezeigte beispielhafte gebeugte Stellung entspricht einem Biegewinkel von ca. 136 Grad. In einigen Ausführungen kann die gebeugte Stellung einem anderen Biegewinkel entsprechen.
In der beispielhaften Knieprothese 108a definieren die mechanischen Drehachsen, d. h. die obere hintere Achse (Stift 128a), die untere hintere Achse (Stift 128b), die obere vordere Achse (Bolzen 130a) und die untere vordere Achse (Bolzen 130b) das momentane Drehzentrum des Knies. Die mechanischen Drehachsen verlaufen alle parallel zueinander. Somit definiert jedes Achsenpaar eine Ebene. Zwei der Ebenen schneiden sich am momentanen Drehzentrum. Die obere hintere Achse (Stift 128a) und die untere hintere Achse (Stift 128b) definieren eine erste Eene 127 wie in 1F und 1G gezeigt, und die obere vordere Achse (Bolzen 130a) und die untere vordere Achse (Bolzen 130b) definieren eine zweite Ebene 129 wie in 1F und 1G gezeigt. Das momentane Drehzentrum 131 der beispielhaften Knieprothese 108a befindet sich an einem Schnittpunkt zwischen einer ersten Ebene 127, die sich durch die hinteren Achsen (Stifte 128a, 128b) erstreckt, und einer zweiten Eben 129 durch die vorderen Achsen (Bolzen 130a, 130b). Somit ist das momentane Drehzentrum 131 eine imaginäre Achse parallel zu den mechanischen Drehachsen und am Schnittpunkt der ersten Ebene 127 und der zweiten Ebene 129 angeordnet. Wenn die Knieprothese 108 gebeugt wird, bleiben die mechanischen Drehachsen parallel zueinander und die oberen Achsen (Stift 128a, Bolzen 130a) bewegen sich relativ zu den unteren Achsen (Stift 128b, Bolzen 130b). Somit bewegt sich das momentane Drehzentrum 131, wenn sich die Knieprothese 108a aus der gestreckten Stellung in die gebeugte Stellung biegt. Wenn sich die Knieprothese 108a im gezeigten Beispiel in der gestreckten Stellung befindet, wie in 1F zu sehen, befindet sich das momentane Drehzentrum 131 außerhalb der Knieprothese 108a und wenn sich die Knieprothese 108a in der gebeugten Stellung befindet, wie in 1G zu sehen, befindet sich das momentane Drehzentrum 131 innerhalb der Knieprothese 108a.
In einigen Ausführungen folgt das momentane Drehzentrum 131 der Knieprothese 108a, projiziert auf eine senkrecht zu den mechanischen Drehachsen verlaufende Ebene, dem in der beispielhaften Grafik 200 in 2 gezeigten Pfad. 2. In einigen Ausführungen folgt das momentane Drehzentrum einer Knieprothese, projiziert auf eine senkrecht zu den mechanischen Drehachsen verlaufende Ebene, einem anderen Pfad. Beispielsweise kann das momentane Drehzentrum einem kürzeren Pfad, einem längeren Pfad, einem Pfad mit einer anderen Krümmung, einem anderen Radius und/oder anderen Merkmalen, die sich von dem Beispiel aus 2 unterscheiden oder diesem ähneln, folgen.
Die beispielhafte Grafik 200 in 2 zeigt die räumlichen Koordinaten des momentanen Drehzentrums der beispielhaften Knieprothese 108a und 108b aus 1B–1G. Die Grafik 200 weist eine X-Achse in Millimeter-Einheiten und eine Y-Achse in Millimeter-Einheiten auf. Die X-Achse und die Y-Achse definieren eine XY-Ebene, die senkrecht zu den vier mechanischen Drehachsen der Knieprothesen 108a, 108b und im Referenzrahmen des oberen Elements 120 verläuft. Das obere Element 120 ist in der Grafik 200 enthalten, um die Orientierung des oberen Elements 120 relativ zu den X- und Y-Achsen zu zeigen und das obere Element 120 ist in Grafik 200 nicht notwendigerweise maßstabsgerecht gezeigt. Mehrere Punkte, durch die das momentane Drehzentrum verläuft, sind in der Grafik 200 gezeigt und die Punkte sind durch eine Linie 201 verbunden, die den ungefähren Pfad des momentane Drehzentrums durch den Raum zeigt.
Das momentane Drehzentrum der Knieprothese kann den durch die Linie 201 angezeigten Pfad in beiden Richtungen durchlaufen, wenn das Knie gebeugt oder gestreckt wird. Wenn sich die Knieprothese in der gestreckten Stellung befindet, beginnt das Drehzentrum am höchsten Punkt 202a, der sich oberhalb und hinter der Knieprothese befindet. Der Punkt 202a kann der Lokalisation des momentanen Drehzentruins 131 wie in 1F gezeigt entsprechen. Wenn die Knieprothese ihre Biegebewegung beginnt, indem sie aus der gestreckten Stellung gebeugt wird, bewegt sich das momentane Drehzentrum zum zweiten Punkt 202b, der sich unterhalb und vor dem ersten Punkt 202a befindet. Das momentane Drehzentrum bewegt sich weiter, wenn die Knieprothese weiter gebeugt wird. Wenn die Knieprothese die vollständig gebeugte Stellung erreicht, endet das momentane Drehzentrum am Endpunkt 202c, der innerhalb des oberen Elements 120 angeordnet sein kann. Der Punkt 202c kann der Lokalisation des Drehzentrums 131 wie in 1G gezeigt entsprechen. Aus der vollständig gebeugten Stellung folgt das momentane Drehzentrum bei der Streckung des Knies dem durch die Linie 201 angezeigten Pfad in der entgegengesetzten Richtung, beginnend am Punkt 202c und endend am Punkt 202a.
4A ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese 400. 4B ist eine Vorderansicht der beispielhaften Knieprothese 400. In einigen Fällen kann die Knieprothese 400 so abgewandelt oder angepasst werden, dass sie ein oder mehr Merkmale der beispielhaften Knieprothesen aus 1A–1J, 3A–3B, 5A–5D, 6A–6C und 16A–16B und/oder andere Arten von Knieprothesen aufweist. Die Knieprothese 400 kann einen Streckungshilfsmechanismus aufweisen, wie der beispielhafte Streckungshilfsmechanismus des Knies 108b aus 1E. Die beispielhafte Knieprothese 400 weist ein oberes Element 420, ein unteres Element 422, zwei vordere Verbindungen 424a, 424b und eine hintere Verbindung 426 auf. Das obere Element 420, das untere Element 422, die beiden vorderen Verbindungen 424a, 424b und die hintere Verbindung 426 können mittels manuellen Schneidewerkzeugen (z. B. eine Bogensäge, eine Bandsäge oder andere Arten von Schneidwerkzeugen), Bohrwerkzeugen (z. B. Handbohrer, Bohrmaschine und/oder andere Arten von Bohrwerkzeugen), Schleifwerkzeugen (z. B. Schleifgurt, Schleifblock und/oder andere Arten von Schleifwerkzeugen) und anderen Arten von Handwerkzeugen (z. B. Messwerkzeuge, Schraubenzieher, Hämmer, Schraubenschlüssel) hergestellt werden. Einige der Kanten und Ecken des oberen Elements 420, des unteren Elements 422, der beiden vorderen Verbindungen 424a, 424b und der hinteren Verbindung 426 sind abgerundet. Durch die Abrundung der Kanten und Ecken kann das Knie leichter werden und ihm ein dynamischeres Profil, glattere Flächen und ein ergonomischeres Aussehen verleihen.
Die beispielhafte Knieprothese 400 in 4A und 4B weist vier mechanische Drehachsen auf: eine obere hintere Achse, eine untere hintere Achse, eine obere vordere Achse und eine untere vordere Achse. Im gezeigten Beispiel wird die obere hintere Achse von einem Stift 428a geformt, die untere hintere Drehachse wird von einem Stift 428b geformt, die obere vordere Achse wird von einem Bolzen 430a geformt und die untere vordere Drehachse wird von einem Bolzen 430b geformt. Die Bolzen können mit Muttern und/oder anderer geeigneter Hardware befestigt werden. Zusätzliche und/oder andere Arten von Vorrichtungen und/oder Hardware können zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Beispielsweise kann jede geeignete Art von Bolzen, Schrauben, Stiften, Stangen, Balken, Abstandsbolzen oder ähnlichen Vorrichtungen zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Die Bolzen 430a, 430b weisen abgerundete Köpfe auf und die Bolzen 430a, 430b sind mit Zylindermuttern (nicht gezeigt) fixiert. Die vorderen Verbindungen 424a, 424b und die hintere Verbindung 426 können sich auf den mechanischen Achsen drehen. Wenn die Knieprothese 400 gebeugt oder gestreckt wird, dreht sich das untere Element 422 relativ zum oberen Element 420 um ein momentanes Drehzentrum, das von der oberen hinteren Achse, der unteren hinteren Achse, der oberen vorderen Achse und der unteren vorderen Achse definiert wird.
Das untere Element 422 der beispielhaften Knieprothese 400 weist eine Bohrung 433 auf, die ein oberes Ende eines Pfeilers aufnimmt. Vier Befestigungselementebohrungen 432 erstrecken sich von einer Außenseite des unteren Elements 422 bis zur Bohrung 433. Die Befestigungselementebohrungen 432 sind gleichmäßig um den Umfang der Bohrung 433 verteilt. Zwei der Befestigungselementebohrungen 432 liegen parallel zu den mechanischen Drehachsen (geformt durch die Bolzen 430a, 430b und die Stifte 428a und 428b) und zwei der Befestigungselementebohrungen 432 liegen senkrecht zu den mechanischen Drehachsen.
3A ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese 300. 3B ist eine Vorderansicht der beispielhaften Knieprothese 300. In einigen Fällen kann die Knieprothese 300 so abgewandelt oder angepasst werden, dass sie ein oder mehr Merkmale der beispielhaften Knieprothesen aus 1A–1J, 4A–4B, 5A–5D, 6A–6C und 16A–16B und/oder andere Arten von Knieprothesen aufweist. Die Knieprothese 300 kann einer Streckungshilfsmechanismus aufweisen, wie der beispielhafte Streckungshilfsmechanismus des Knies 108b aus 1E. Die beispielhafte Knieprothese 300 weist ein oberes Element 320, ein unteres Element 322, zwei vordere Verbindungen 324a, 324b und eine hintere Verbindung 326 auf. Das obere Element 320, das untere Element 322, die beiden vorderen Verbindungen 324a, 324b und die hintere Verbindung 326 können in einem numerisch kontrollierten (CNC) Bearbeitungsverfahren, einem Spritzgussverfahren und/oder anderen Arten von Herstellungsprozessen hergestellt werden. Das Bearbeitungsverfahren kann die Verwendung von Drehbänken und/oder anderen Bearbeitungsgeräten umfassen. Das untere Ende des unteren Elements 322 weist ein abgerundetes schmales Profil auf. Einige der Kanten und Ecken des oberen Elements 320, des unteren Elements 322, der beiden vorderen Verbindungen 324a, 324b und der hinteren Verbindung 326 sind abgerundet. Durch die Abrundung der Kanten und Ecken kann das Knie leichter werden und ihm ein dynamischeres Profil, glattere Flächen und ein ergonomischeres Aussehen verleihen. Die vorderen Verbindungen 324a, 324b weisen Vertiefungen zur Aufnahme von Senkbolzen auf, die für ein schmäleres Knieprofil sorgen können.
Die beispielhafte Knieprothese 300 in 3A und 3B weist vier mechanische Drehachsen auf: eine obere hintere Achse, eine untere hintere Achse, eine obere vordere Achse und eine untere vordere Achse. Im gezeigten Beispiel wird die obere hintere Achse von einem Stift 328a geformt, die untere hintere Drehachse wird von einem Stift 328b geformt, die obere vordere Achse wird von einem Bolzen 330a geformt und die untere vordere Drehachse wird von einem Bolzen 330b geformt. Die Bolzen können mit Muttern und/oder anderer geeigneter Hardware befestigt werden. Zusätzliche und/oder andere Arten von Vorrichtungen und/oder Hardware können zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Beispielsweise kann jede geeignete Art von Bolzen, Schrauben, Stiften, Stangen, Balken, Abstandsbolzen oder ähnlichen Vorrichtungen zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Die Bolzen 330a, 330b sind in den Vertiefungen in den vorderen Verbindungen 324a, 324b versenkt, um das Profil der Knieprothese 300 zu reduzieren. Die Köpfe der Bolzen 330a, 330b sind in der vorderen Verbindung 324a versenkt und die Muttern (nicht gezeigt), welche die Bolzen 330a, 330b fixieren, sind in der vorderen Verbindung 324b versenkt. Die vorderen Verbindungen 324a, 324b und die hintere Verbindung 326 können sich auf den mechanischen Achsen drehen. Wenn die Knieprothese 300 gebeugt oder gestreckt wird, dreht sich das untere Element 322 relativ zum oberen Element 320 um ein momentanes Drehzentrum, das von der oberen hinteren Achse, der unteren hinteren Achse, der oberen vorderen Achse und der unteren vorderen Achse definiert wird.
Das untere Element 322 der beispielhaften Knieprothese 300 weist eine Bohrung 333 auf, die ein oberes Ende eines Pfeilers aufnimmt. Vier Befestigungselementebohrungen 332 erstrecken sich von einer Außenseite des unteren Elements 322 bis zur Bohrung 333. Die Befestigungselementebohrungen 332 sind gleichmäßig um den Umfang der Bohrung 333 verteilt. Zwei der Befestigungselementebohrungen 332 liegen parallel zu den mechanischen Drehachsen (geformt durch die Bolzen 330a, 330b und Stifte 328a und 328b) und zwei der Befestigungselementebohrungen 332 liegen senkrecht zu den mechanischen Drehachsen.
6A ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese 600. Alternative Ansichten der Komponenten der Knieprothese 600 sind in 6B und 6C gezeigt. 6C ist eine perspektivische Ansicht des oberen Elements 620 der beispielhaften Knieprothese 600. 6C ist eine Seitenansicht des unteren Elements 622 der beispielhaften Knieprothese 600 aus 6A. In einigen Fällen kann die Knieprothese 600 so abgewandelt oder angepasst werden, dass sie ein oder mehr Merkmale der beispielhaften Knieprothesen aus 1A–1J, 3A–3B, 4A–4B, 5A–5D und 16A–16B und/oder andere Arten von Knieprothesen aufweist.
Die beispielhafte Knieprothese 600 weist ein oberes Element 620, ein unteres Element 622, zwei vordere Verbindungen 624a, 624b und eine hintere Verbindung (nicht gezeigt) auf. Das obere Element 620, das untere Element 622, die beiden vorderen Verbindungen 624a, 624b und die hintere Verbindung 626 können mit einer CNC-Spritztechnik und/oder einer anderen Technik hergestellt werden. Einige der Kanten des oberen Elements 620, des unteren Elements 622, der beiden vorderen Verbindungen 624a, 624b und der hinteren Verbindung 626 sind abgerundet. Das obere Element 620 weist zwei Kerben 656 auf, welche die Enden eines Arretierstifts 650 aufnehmen. Das untere Element 622 weist eine Lippe 654 auf, welche einen mittleren Abschnitt des Arretierstifts 650 aufnimmt. Wenn der Arretierstift 650 auf die Knieprothese 600 aufgebracht wird, wie in 6A gezeigt, wird die Knieprothese 600 in der gestreckten Stellung arretiert. Die Knöpfe des Arretierstifts 650 in den Kerben 656 und in der Mitte des Arretierstifts 650 an der Lippe 654 verhindern eine Drehung des oberen Elements 620 und des unteren Elements 622 relativ zueinander. Der Arretierstift 650 kann aus der Knieprothese 600 entfernt werden, so dass sich die Knieprothese 600 beugen kann. Die vorderen Verbindungen 624a, 624b weisen Arretierstifte auf, die zum Arretieren der Knieprothese 600 in einer gestreckten Stellung verwendet werden können. Der Arretierstift 640a in der vorderen Verbindung 624a ist in 6A gezeigt.
Die beispielhafte Knieprothese 600 in 6 weist vier mechanische Drehachsen auf: eine obere hintere Achse, eine untere hintere Achse, eine obere vordere Achse und eine untere vordere Achse. Im gezeigten Beispiel wird die obere hintere Achse von einem Stift (nicht gezeigt) geformt, die untere hintere Drehachse wird von einem Stift (nicht gezeigt) geformt, die obere vordere Achse wird von einem Bolzen 630a geformt und die untere vordere Drehachse wird von einem Bolzen 630b geformt. Die Bolzen können mit Muttern und/oder anderer geeigneter Hardware befestigt werden. Zusätzliche und/oder andere Arten von Vorrichtungen und/oder Hardware können zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Beispielsweise kann jede geeignete Art von Bolzen, Schrauben, Stiften, Stangen, Balken, Abstandsbolzen oder ähnlichen Vorrichtungen zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Die Bolzen 630a, 630b sind in den Vertiefungen in den vorderen Verbindungen 624a, 624b versenkt, um das Profil der Knieprothese 600 zu reduzieren. Wenn die Knieprothese 600 nicht arretiert ist, können sich die vorderen Verbindungen 624a, 624b und die hintere Verbindung 626 auf den mechanischen Achsen drehen. Wenn die Knieprothese 400 gebeugt oder gestreckt wird, dreht sich das untere Element 622 relativ zum oberen Element 620 um ein momentanes Drehzentrum, das von der oberen hinteren Achse, der unteren hinteren Achse, der oberen vorderen Achse und der unteren vorderen Achse definiert wird.
Wie in 6B gezeigt, weist das obere Element 620 eine obere Bohrung 634 und zumindest drei seitliche Bohrungen 642b, 668a und 670a auf. Das obere Element 620 kann auch eine zusätzliche seitliche Bohrung 642a gegenüber der seitlichen Bohrung 642b aufweisen. Die Bohrungen 670a und 668a können sich durch die Breite des oberen Elements 120 erstrecken. Die Bohrung 670a trägt den Bolzen 630a, der die obere vordere Achse des Knies 600 formt, und die Bohrung 668a trägt den Stift, der die obere hintere Achse des Knies 600 bildet. Jede Bohrung 634, 642a und 642b kann in einer Tiefe im oberen Element 620 enden oder sich durch das obere Element 620 erstrecken. In einigen Ausführungen erstreckt sich ein Bolzen oder eine andere Art von Befestigungselement durch die Bohrung 634 und fixiert die Knieprothese 600 an einer Pfanne und/oder einem Pfannenadapter. Die Bohrungen 642a, 642b können die Arretierstifte 640a bzw. 640b von den vorderen Verbindungen 624a, 624b aufnehmen. Die Arretierstifte 640a, 640b können in die Bohrungen 642a, 642b eingeführt werden, um die Knieprothese 600 zu arretieren, und die Arretierstifte 640a, 640b können aus den Bohrungen 642a, 642b entfernt werden, um die Knieprothese 600 freizugeben.
Wie in 6C gezeigt, weist das untere Element 622 zumindest drei seitliche Bohrungen 632, 668b und 670b auf. Das untere Element 622 kann drei zusätzliche Bohrungen 632 auf jeder der vier Seiten des unteren Elements 622 aufweisen. Die Bohrungen 670b und 668b erstrecken sich vollständig durch das obere Element 620. Die Bohrung 670b trägt den Bolzen 630b, der die untere vordere Achse des Knies 600 formt, und die Bohrung 668b trägt den Stift, der die untere hintere Achse des Knies 600 bildet. Die vier Bohrungen 632 können jeweils eine Feststellschraube tragen. Die Feststellschrauben in den Bohrungen 632 können sich bis in einen Innenraum der Bohrung (nicht gezeigt) erstrecken, um einen Pfeiler oder Pfeileradapter in der Innenbohrung zu fixieren.
5A ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Knieprothese 500. Alternative Ansichten der beispielhaften Knieprothese 500 sind in 5B, 5C und 5D gezeigt. 5B zeigt eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese 500 in einer gestreckten Stellung; 5C zeigt eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese 500 in einer gebeugten Stellung; 5D ist ein Diagramm, das interne Merkmale der beispielhaften Knieprothese 500 zeigt. In einigen Fällen kann die Knieprothese 500 so abgewandelt oder angepasst werden, dass sie ein oder mehr Merkmale der beispielhaften Knieprothesen aus 1A–1J, 3A–3B, 4A–4B, 6A–6C und 16A–16B und/oder andere Arten von Knieprothesen aufweist.
Die beispielhafte Knieprothese 500 weist ein oberes Element 520, ein unteres Element 522, zwei vordere Verbindungen 524a, 524b und eine hintere Verbindung 526 auf. Das obere Element 520, das untere Element 522, die beiden vorderen Verbindungen 524a, 524b und die hintere Verbindung 526 können in einem Spritzgussverfahren und/oder mit anderen Techniken hergestellt werden. Einige der Kanten und Ecken des oberen Elements 520, des unteren Elements 522, der beiden vorderen Verbindungen 524a, 524b und der hinteren Verbindung 526 sind abgerundet. Durch die Abrundung der Kanten und Ecken kann das Knie leichter werden und ihm ein dynamischeres Profil, glattere Flächen und ein ergonomischeres Aussehen verleihen. Das obere Element 520 weist eine abgerundete Vorderseite auf. Die abgerundete Vorderseite kann aussehen wie eine menschliche Kniekappe, so dass ein natürlicheres Erscheinungsbild erhalten wird.
In der beispielhaften Knieprothese 500 wie in 5D gezeigt weisen die vorderen Verbindungen 524a, 524b jeweils einen Arretierstift 540a bzw. 540b auf. Das obere Element 520 weist Arretierbohrungen 542a, 542b auf, welche die Arretierstifte 540a, 540b aufnahmen, um die Knieprothese 500 in der gestreckten Stellung zu arretieren. Der Arretierstift 540b kann von der vorderen Verbindung 524b in die Arretierbohrung 542b getrieben werden und/oder der Arretierstift 540a kann von der vorderen Verbindung 524a in die Arretierbohrung 542a getrieben werden, um das Knie in der gestreckten Stellung zu arretieren. Die Arretierstifte können mit einem Gewinde und/oder anderweitig in den vorderen Verbindungen 524a, 524b fixiert werden, wenn die Knieprothese 500 nicht arretiert ist. Die Arretierstifte können in die Bohrungen eingeführt werden, um die Knieprothese 500 zu arretieren, und die Arretierstifte können aus den Arretierbohrungen entfernt werden, um die Knieprothese 500 freizugeben.
Die beispielhafte Knieprothese 500 in 5 weist vier mechanische Drehachsen auf: eine obere hintere Achse, eine untere hintere Achse, eine obere vordere Achse und eine untere vordere Achse. Im gezeigten Beispiel wird die obere hintere Achse von einem Stift 528a geformt, die untere hintere Drehachse wird von einem Stift 528b geformt, die obere vordere Achse wird von einem Bolzen 530a geformt und die untere vordere Drehachse wird von einem Bolzen 530b geformt. Die Bolzen können mit Muttern und/oder anderer geeigneter Hardware befestigt werden. Zusätzliche und/oder andere Arten von Vorrichtungen und/oder Hardware können zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Beispielsweise kann jede geeignete Art von Bolzen, Schrauben, Stiften, Stangen, Balken, Abstandsbolzen oder ähnlichen Vorrichtungen zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Die Bolzen 530a, 530b sind in den Vertiefungen in den vorderen Verbindungen 524a, 524b versenkt, um das Profil der Knieprothese 500 zu reduzieren. Wenn das Knie 500 nicht arretiert ist, können sich die vorderen Verbindungen 524a, 524b und die hintere Verbindung 526 auf den mechanischen Achsen drehen. Wenn die Knieprothese 500 gebeugt oder gestreckt wird, dreht sich das untere Element 522 relativ zum oberen Element 520 um ein momentanes Drehzentrum, das von der oberen hinteren Achse, der unteren hinteren Achse, der oberen vorderen Achse und der unteren vorderen Achse definiert wird.
Wie in 5D gezeigt kann die beispielhafte Knieprothese 500 einen Streckungshilfsmechanismus aufweisen. Der Streckungshilfsmechanismus in der Knieprothese 500 weist zwei Spiralfedern 550 im oberen Element 520 auf. Die Spiralfeder 550 ist in 7 gezeigt. Die beiden Spiralfedern 550 befinden sich in Vertiefungen auf beiden Seiten des oberen Elements 520. Ein erstes Ende jeder Spiralfeder 550 sitzt in einer Bohrung im oberen Element 520 und ein zweites Ende jeder Spiralfeder 550 sitzt in einer Bohrung in der benachbarten vorderen Verbindung.
Im gezeigten Beispiel weist jede Spiralfeder 550 einen Gleichgewichtszustand auf und wenn die Spiralfeder 550 aus dem Gleichgewichtszustand abgewickelt wird, tendiert sie dazu, sich wieder in den Gleichgewichtszustand zusammenzuziehen, wodurch eine Kraft ausgeübt werden kann. Somit führt Abwickeln der Spiralfeder 550 aus dem Gleichgewichtszustand dazu, dass die Spiralfeder 550 Energie speichert. Wenn sich die Knieprothese 500 in der gestreckten Stellung befindet, wie in 5B gezeigt, kann sich die Spiralfeder 550 in ihrem Gleichgewichtszustand befinden, so dass die Spiralfeder 550 keine Kraft auf die Knieprothese 500 ausübt, wenn diese sich in der gestreckten Stellung befindet. Wenn sich alternativ die Knieprothese 500 in der gestreckten Stellung befindet, wie in 5B gezeigt, kann die Spiralfeder 550 aus ihrem Gleichgewichtszustand abgewickelt werden, so dass die Spiralfeder 550 eine Kraft auf die Knieprothese 500 ausübt, wenn diese sich in der gestreckten Stellung befindet. Die von der Spiralfeder 550 aufgebrachte Kraft, wenn sich die Knieprothese 500 in der gestreckten Stellung befindet, kann dazu neigen, die Knieprothese 500 in der gestreckten Stellung zu halten.
Zumindest während eines Teils der Biegebewegung der Knieprothese 500 wird die Spiralfeder 550 aus ihrer lockeren Länge abgewickelt. Wenn die Spiralfeder 550 beginnt, sich aus ihrer lockeren Länge zu wickeln, übt die Spiralfeder 550 eine Kraft auf das obere Element 520 und die vorderen Verbindungen 524a, 524b aus. Die von den Spiralfedern 550 aufgebrachte Kraft tendiert dazu, das obere Element 520 in die gestreckte Stellung der Knieprothese 500 zu drücken.
Nachdem die Spiralfeder 550 beginnt, sich aus dem Gleichgewichtszustand zu wickeln, erhöht sich im gezeigten Beispiel die Kraft, welche die Spiralfeder 550 aufbringt, wenn sich die Knieprothese 550 aus der gestreckten Stellung beugt. Das heißt, die von der Spiralfeder 550 ausgeübte Kraft ist maximal, wenn die Knieprothese 500 vollständig gebeugt ist, beispielsweise wie die Knieprothese 500 in 5C. In einigen Beispielen kann die von der Spiralfeder 550 aufgebrachte Kraft linear und/oder auf andere Art und Weise je nach Beugungswinkel der Knieprothese 500 und/oder anderen Faktoren und Parameter zunehmen. Die Größe der Kraft, die der beispielhafte Streckungshilfsmechanismus aus 5D aufbringt, kann einstellbar sein. Beispielsweise kann die Kraft, die vom Streckungshilfsmechanismus aufgebracht wird, auf Basis der Federkonstante der Feder 550 ausgewählt werden.
Die gezeigten und beschriebenen beispielhaften polyzentrischen Knieprothesen 108a, 108b, 108c, 108d, 300, 400, 500 und 600 weisen jeweils drei Verbindungen auf, welche die Achsen des oberen Elements drehbar mit den Achsen des unteren Elements verbinden (zwei vordere Verbindungen auf den Seiten der Knieprothese, eine hintere Verbindung in den Seiten der Knieprothese). In einigen Ausführungen kann eine polyzentrische Knieprothese weniger oder mehr als drei Verbindungen aufweisen. Beispielsweise können die beispielhaften Knieprothesen so modifiziert werden, dass sie zwei oder mehr hintere Achsen und/oder eine oder mehr als zwei vordere Achsen aufweisen. Ein Beispiel einer polyzentrischen Knieprothese 1600 mit nur zwei Verbindungen ist in 16A und 16B gezeigt. Durch Reduzierung der Anzahl von Verbindungen im Knie kann das Knie schmaler und/oder leichter gemacht werden. Das schmalere und/oder leichtere Design kann für amputierte Personen mit einem kleinen Körperskelett, u. a. für kleine Erwachsene und Kinder, nützlich sein. In einigen Ausführungen können Spiegelbilder der beispielhaften Knieprothese 1600 als rechte und linke Knie verwendet werden.
16A ist eine Seitenansicht der beispielhaften Knieprothese 1600 mit zwei Verbindungen. 16B ist eine Rückansicht der beispielhaften Knieprothese 1600. In einigen Fällen kann die Knieprothese 1600 so abgewandelt oder angepasst werden, dass sie ein oder mehr Merkmale der beispielhaften Knieprothesen aus 1A–1J, 3A–3B, 4A–4B, 5A–5D und 6A–6C und/oder andere Arten von Knieprothesen aufweist. Die beispielhafte Knieprothese 1600 weist ein oberes Element 1620, ein unteres Element 1622, eine vordere Verbindung 1624 und eine hintere Verbindung 1626 auf. Das obere Element 1620, das untere Element 1622, die vordere Verbindung 1624 und die hintere Verbindung 1626 können mittels manuellen Schneidewerkzeugen (z. B. eine Bogensäge, eine Bandsäge oder andere Arten von Schneidwerkzeugen), Bohrwerkzeugen (z. B. Handbohrer, Bohrmaschine und/oder andere Arten von Bohrwerkzeugen), Schleifwerkzeugen (z. B. Schleifgurt, Schleifblock und/oder andere Arten von Schleifwerkzeugen) und anderen Arten von Handwerkzeugen (z. B. Messwerkzeuge, Schraubenzieher, Hämmer, Schraubenschlüssel) hergestellt werden. Das obere Element 1620, das untere Element 1622, die vordere Verbindung 1624 und die hintere Verbindung 1626 können alternativ mit anderen Arten von Herstellungsprozessen, wie z. B. Bearbeitung und/oder Formprozesse, hergestellt werden. Die Kanten und Ecken des oberen Elements 1620, des unteren Elements 1622, der vorderen Verbindung 1624 und der hinteren Verbindung 1626 können quadratisch oder abgerundet sein.
Die beispielhafte Knieprothese 1600 in 16A und 16B weist vier mechanische Drehachsen auf: eine obere hintere Achse, eine untere hintere Achse, eine obere vordere Achse und eine untere vordere Achse. Im gezeigten Beispiel wird die obere hintere Achse von einem Abstandsbolzen 628a geformt, die untere hintere Drehachse wird von einem Abstandsbolzen 1628b geformt, die obere vordere Achse wird von einem Abstandsbolzen 1630a geformt und die untere vordere Drehachse wird von einem Abstandsbolzen 1630b geformt. Jeder Abstandsbolzen 1628a, 1628b, 1630a, 1630b kann eine mit einem Gewinde versehene Innenbohrung aufweisen. Maschinenschrauben können in der Gewindebohrung der Abstandsbolzen 1628a, 1628b, 1630a, 1630b eingeschraubt sein. Zusätzliche und/oder andere Arten von Vorrichtungen und/oder Hardware können zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Beispielsweise kann jede geeignete Art von Bolzen, Schrauben, Stiften, Stangen, Balken, Abstandsbolzen oder ähnlichen Vorrichtungen zur Bildung der mechanischen Drehachsen verwendet werden. Im gezeigten Beispiel sitzt ein Abstandsglied 1693 auf der Maschinenschraube 1630a zwischen dem oberen Element 1620 und der vorderen Verbindung 1624, und ein Abstandsglied 1693 sitzt auf der Maschinenschraube 1630b zwishen dem unteren Element 1622 und der vorderen Verbindung 1626. Das Abstandsglied kann eine Unterlegscheibe aus Metall, Kunststoff, Holz und/oder einer anderen Materialart sein. Die vordere Verbindung 1624 und die hintere Verbindung 1626 können sich auf den mechanischen Achsen drehen. Wenn die Knieprothese 1600 gebeugt oder gestreckt wird, dreht sich das untere Element 1622 relativ zum oberen Element 1620 um ein momentanes Drehzentrum, das von der oberen hinteren Achse, der unteren hinteren Achse, der oberen vorderen Achse und der unteren vorderen Achse definiert wird.
Die beispielhafte Knieprothese 1600 weist eine Stange 1634 auf, die sich vertikal durch das obere Element 1620 erstreckt. Die Stange 1634 kann mit Käfigmuttern auf den Enden der Bohrung in einer Bohrung im oberen Element 1620 fixiert werden und/oder auf andere Weise in der Bohrung fixiert werden. Die Stange 1634 kann mit einem Gewinde versehen sein oder nicht. Die Stange 1634 berührt eine einstellbare Innensechskantschraube 1691, die am unteren Element 1620 befestigt ist. Die Innenechskantschraube 1691 kann zur Feineinstellung der Knieprothese 1600 verstellt werden. Beispielsweise kann die Innensechskantschraube 1691 relativ zum unteren Element 1622 durch Drehen verstellt werden. Die Innensechskantschraube 1691 kann auch die Beugung der Knieprothese 1600 beenden. Somit kann die Innensechskantschraube 1691 zur Feineinstellung der Anschlagposition der Knieprothese 1600 verstellt werden. Ein elastomeres Polster 1692 kann den Kopf der Innensechskantschraube 1691 vom unteren Element 1622 trennen. Das elastomere Polster 1692 kann den Aufschlag der Stange 1634, die mit der Innensechskantschraube 1691 in Kontakt kommt, wenn die Knieprothese 1600 gestreckt wird, aufnehmen. Das elastomere Polster 1692 kann aus jeder Art von elastomerem Material bestehen, einschließlich Gummi, Schaumstoff und/oder andere.
Eine externe Last, die auf das obere Element 1620 aufgebracht wird, kann durch die Verbindungen 1624, 1626 und/oder durch Kontakt zwischen der Stange 1634 und der Innensechskantschraube 1691 auf das untere Element 1622 übertragen werden. Somit kann die beispielhafte Knieprothese 1600 die gesamte externe Last oder einen Teil der externen Last vom oberen Element 1620 auf das untere Element 1622 ganz oder teilweise durch die Verbindungen 1624, 1626 übertragen; die beispielhafte Knieprothese 1600 kann die gesamte externe Last oder einen Teil der externen Last vom oberen Element 1620 auf das untere Element 1622 ganz oder teilweise durch den Kontakt der Stange 1634 mit der Innensechskantschraube 1691 übertragen; oder die beispielhafte Knieprothese 1600 kann eine externe Last vom oberen Element 1620 auf das untere Element 1622 durch eine Kombination der Verbindungen 1624, 1626 und den Kontakt zwischen der Stange 1634 und der Innensechskantschraube 1691 übertragen.
Das untere Element 1622 der beispielhaften Knieprothese 1600 weist eine Bohrung 1633 auf, die ein oberes Ende eines Pfeilers aufnimmt. Vier Befestigungselementebohrungen 1632 erstrecken sich von einer Außenseite des unteren Elements 1622 bis zur Bohrung 1633. Die Befestigungselementebohrungen 1632 sind gleichmäßig um den Umfang der Bohrung 1633 verteilt. Zwei der Befestigungselementebohrungen 1632 liegen parallel zu den mechanischen Drehachsen (1628a, 1628b, 1630a, 1630b) und zwei der Befestigungselementebohrungen 432 liegen senkrecht zu den mechanischen Drehachsen.
Wie in 16A und 16B gezeigt, sind ein Pyramidenadapter 1670 und zwei Keile 1690a, 1690b an der Oberseite des oberen Elements 1620 der beispielhaften Knieprothese 1600 befestigt. Der Pyramidenadapter 1670 kann die Verbindung der Knieprothese 1600 mit ein oder mehr Pfannenarten ermöglichen. Die Keile 1690a, 1690b können die Winkelausrichtung zwischen der Knieprothese 1600 und der anzupassenden Pfanne ermöglichen. Die Keile 1690a, 1690b können Merkmale der Keile 1804a, 1804b aus 18 aufweisen. Drehung eines der Keile 1690a, 1690b relativ zum anderen Keil und/oder Drehung der Keile 1690a, 1690b relativ zur Knieprothese 1600 und dem Adapter 1670 kann zur Anpassung der Winkelausrichtung der Knieprothese 1600 und der Pfanne führen. Die Keile 1690a, 1690b und/oder der Pyramidenadapter 1670 können allein oder in Kombination mit anderen Arten von Adaptern und ähnlichen Vorrichtungen verwendet werden.
Die beispielhafte Knieprothese 1600 weist einen Arretiermechanismus auf. Der Arretiermechanismus weist einen Arretierstift 1640 auf. Der Arretierstift 1640 fungiert auf ähnliche Weise wie die Arretierstifte 540a, 540b aus 5A–5D. In der beispielhaften Knieprothese 1600 können die vordere Verbindung 1624 und das obere Element 1620 jeweils Arretierstiftbohrungen aufweisen. Die Arretierstiftbohrungen können ausgerichtet werden, wenn sich die Knieprothese 1600 in der gestreckten Stellung befindet. Der Arretierstift 1640 kann in den ausgerichteten Arretierstiftbohrungen fixiert werden, um die Knieprothese in der gestreckten Stellung zu arretieren, wodurch Beugung der Knieprothese verhindert oder reduziert wird. Der Arretierstift 1640 kann aus den Arretierstiftbohrungen entfernt werden, um die Knieprothese freizugeben, damit diese sich beugen kann. Die Knieprothese 1600 kann so modifiziert werden, dass sie zusätzliche und/oder andere Arten von Arretiermechanismen aufweist.
Die beispielhafte Knieprothese 1600 kann einen Streckungshilfsmechanismus aufweisen. Die Knieprothese 1600 kann beispielsweise ein Gummiband aufweisen, das an dem oberen Element 1620 und dem unteren Element 1622 befestigt ist, ähnlich wie der Streckungshilfsmechanismus aus 1E. Als weiteres Beispiel kann die Knieprothese 1600 ein Gummiband aufweisen, das sich um den Adapter 1670, über die Vorderseite des oberen Elements 1620, über die Vorderseite des unteren Elements 1622 und um einen Pfeiler erstreckt, der in der Bohrung 1633 fixiert ist, ähnlich wie der Streckungshilfsmechanismus aus 1H und 1I. Die Knieprothese 1600 kann zusätzliche und/oder andere Arten von Streckungshilfsmechanismen aufweisen.
8 ist ein Diagramm eines beispielhaften Verfahrens 800 zur Herstellung einer Knieprothese. Wie in 8 gezeigt, wird das beispielhafte Verfahren 800 zur Herstellung der Knieprothese 108 verwendet. Aspekte des beispielhaften Verfahrens 800 können zur Herstellung der Knieprothesen 108a, 108b, 300, 400, 500, 600, verschiedener anderer Knieprothesen und/oder Komponenten einer Knieprothese verwendet werden. 8, 9A–9E, 10A–10D, 11, 12A, 12B, 13A–13C, 14 und 15A–15E zeigen beispielhafte Vorgänge, Materialien, Werkzeuge und Geräte, die in einigen Ausführungen des Verfahrens 800 und/oder anderen Herstellungsverfahren verwendet werden können. Die Vorgänge, Materialien, Werkzeuge und Geräte aus 8, 9A–9E, 10A–10D, 11, 12A, 12B, 13A–13C, 14 und 15A–15E können modifiziert und/oder angepasst werden, um eine Knieprothese unter verschiedenen Bedingungen mit unterschiedlichen Werkzeugen und Materialien und zur Herstellung einer Knieprothese und/oder von Komponenten einer Knieprothese mit diversen Eigenschaften herzustellen. Beispielsweise können zusätzliche, weniger oder andere Vorgänge in derselben oder einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden, um dieselben oder andere Ergebnisse zu erzielen; zusätzliche, weniger oder andere Materialien, Werkzeuge und Geräte können auf dieselbe oder eine andere Weise verwendet werden, um dasselbe oder ein anderes Ergebnis zu erzielen. In einigen Fällen können die gezeigten oder beschriebenen Vorgänge wiederholt werden. In einigen Fällen können einzelne Vorgänge und/oder Untergruppen von gezeigten oder beschriebenen Vorgängen einzeln durchgeführt werden.
In einigen Ausführungen kann das Herstellungsverfahren 800 als preiswertes, reproduzierbares, fehlertolerantes Verfahren zur Herstellung einer polyzentrischen Knieprothese, wie die Knieprothesen 108, 108a, 108b und/oder anderer hierin beschriebener Knieprothesen und deren Komponenten verwendet werden. Aspekte des Verfahrens 800 können zur Wiederherstellung, Reparatur und/oder zum Ersatz von Komponenten einer zuvor hergestellten Knieprothese verwendet werden. In einigen Ausführungen kann das Verfahren 800 von Arbeitern mit einfachen Fähigkeiten unter Verwendung gebräuchlicher, preiswerter Werkzeuge und Materialien umgesetzt werden. Das beispielhafte Verfahren 800 kann Teile und Materialien verwenden, die an diversen internationalen Orten hergestellt und/oder eingekauft werden können. Das Verfahren 800 kann zur Umsetzung an Orten auf der ganzen Welt, einschließlich in unterentwickelten Nationen, angepasst werden.
Das beispielhafte Verfahren 800 kann zur Herstellung einer Knieprothese 108 aus Ausgangsmaterialien 801 und Hardware 810 verwendet werden. Die Ausgangsmaterialien 801 können Materialien zur Herstellung der strukturellen Komponenten der Knieprothese umfassen, u. a. des oberen Elements 120, des unteren Elements 122, der hinteren Verbindung 126 und der vorderen Verbindungen 124a, 124b. Das Ausgangsmaterial 801 kann Rohstoffe wie ungeschnittenes Holz, Kunststoffpellets, Gummiplatten und/oder andere Arten von Rohstoffen umfassen. Das Ausgangsmaterial 801 kann verschiedene Größen von Einsatzmaterialien 802 in Stangenform und runder Form und/oder verschiedene Größen von flachen und plattenförmigen Einsatzmaterialien 803a, 803b, 803c umfassen. Beispielsweise können die strukturellen Komponenten aus festem Kunststoffmaterial, Holz, Metall und/oder anderen Materialien bestehen, die in den unterschiedlichsten orten einfach zu finden sind, verwertet und/oder eingekauft werden können. Im gezeigten Beispiel können das obere Element 120 und das untere Element 122 aus einer 65 mm Delrin-Stange und/oder einer 50 mm Delrin-Platte bestehen und die vorderen Verbindungen 124a, 124b und die hintere Verbindung 126 können aus einer 16 mm Delrin-Platte bestehen. Zur Herstellung der strukturellen Komponenten einer Knieprothese können zahlreiche andere Materialien verwendet werden. Beispielsweise können das obere Element und das untere Element aus einer ersten Art von Kunststoffmaterial bestehen und die Verbindungen können aus einer zweiten Art von Kunststoffmaterial bestehen. Als weiteres Beispiel können das obere Element und das untere Element aus einem anderen Material als Kunststoff und die Verbindungen können aus Kunststoffmaterial bestehen. Als weiteres Beispiel können die eine oder mehr vordere Verbindungen aus einer ersten Art von Kunststoffmaterial bestehen und die eine oder mehr hintere Verbindungen können aus einer zweiten Art von Kunststoffmaterial bestehen. Unähnliche Materialien (z. B. zahlreiche Arten von Kunststoff und/oder nicht aus Kunststoff bestehende Materialien) können in zusätzlichen und/oder unterschiedlichen Kombinationen verwendet werden.
Beispiele für Kunststoffmaterialien, die für das obere Element, das untere Element, die hintere Verbindung, die vorderen Verbindungen und/oder andere strukturelle Komponenten verwendet werden können, sind Homopolymer-Polyacetal-Kunststoffe, Copolymer-Polyacetal-Kunststoffe, andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften und Kombinationen davon. Beispiele für Homopolymer-Polyacetal-Kunststoffe umfassen verschiedene Arten von Delrin (entwickelt von DuPont) und generische Äquivalente. Beispiele für Copolymer-Polyacetal-Kunststoffe umfassen verschiedene Arten von Acetron (entwickelt von DuPont) und generische Äquivalente. Weitere Beispiele von Kunststoffmaterialien, die für das obere Element, das untere Element, die hintere Verbindung, die vorderen Verbindungen und/oder andere strukturelle Komponenten verwendet werden können, umfassen verschiedene Arten von Nylon, Acryl und andere. Weitere Beispiele, die für ein oder mehr Ausführungsformen verwendet werden können, umfassen Nylon 6, Nylon 66, Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherketon (PEK), Polyetherketonketon (PEKK), Polyethylenterephthalat (PET), Polyimid (PI), Polyarylamid, Polyesterflüssigkristall (Flüssigkristallpolymer, LCP), Polyphthalamid (PPA), Polyphenylensulfid (PPS).
Das Material für die strukturellen Kunststoffkomponenten kann auf Basis einer Reihe von Faktoren ausgewählt werden. Beispielsweise kann das Kunststoffmaterial je nach Verfügbarkeit, Preis, mechanischen Eigenschaften, kosmetischen Aspekten, Verträglichkeit mit Werkzeugen und anderen Vorrichtungen und/oder anderen Faktoren ausgewählt werden. In einigen Fällen kann das Kunststoffmaterial medizinische Sorten und/oder fleischfarbenes Material umfassen.
Diese und/oder andere Kunststoffmaterialien können auf Basis ihrer Dichte, Zerreißfestigkeit, Elastizitätsmodul, Scherfestigkeit, Reibungskoeffizient, Wärmeausdehnungskoeffizient, Schmelzpunkt und/oder anderen Eigenschaften ausgewählt werden. In einigen Ausführungen bestehen das obere Element, das untere Element, die hintere(n) Verbindung(en), die vordere(n) Verbindung(en) und/oder andere strukturelle Komponenten aus Kunststoffmaterialien mit einer oder mehr der folgenden Eigenschaften: Dichte kleiner gleich 0,1 Pfund pro Kubik-Zoll (lb/in³), Zerreißfestigkeit größer gleich 9500 Pfund pro Quadrat-Zoll (psi), Elastizitätsmodul größer gleich 400 Kilopfund pro Quadratzoll (ksi), Scherfestigkeit größer gleich 8000 psi, Reibungskoeffizient kleiner gleich 0,3, Wärmeausdehnungskoeffizient kleiner als 5 oder gleich 55 Mikro-Zoll pro Zoll – Grad Fahrenheit (μin/in °F), Schmelzpunkt größer gleich 300 Grad Fahrenheit (°F). Es können Kunststoffmaterialien und/oder andere Materialien als Kunststoff, die ein oder mehr dieser beispielhaften Kriterien erfüllen, verwendet werden. Es können auch zusätzliche und/oder andere Materialien verwendet werden, die diese beispielhaften Kriterien nicht erfüllen.
Die Hardware 810 umfasst die Bolzen 130a, 130b, die Stifte 128a, 128b, Unterlegscheiben 820, die Muttern 123a, 123b und Schrauben 822, 132. Die Bolzen 130a, 130b können M8 × 1,25 × 100 mm Bolzen und/oder andere Arten von Bolzen umfassen. Die Unterlegscheiben 820 können M8 Unterlegscheiben und/oder andere Arten von Unterlegscheiben sein. Die Muttern 123a, 123b können M8 Nylon-Arretiermuttern und/oder andere Arten von Muttern umfassen. Die Schrauben 822 können 2,9 mm Blechschrauben und/oder andere Arten von Schrauben umfassen. Die Schrauben 132 können M10 × 1,5 × 10 mm Feststellschrauben und/oder andere Arten von Schrauben umfassen. Die Stifte 128a, 128b können modifizierte M8 × 1,25 × 60 mm Bolzen und/oder andere Arten von Stiften umfassen. Beispielsweise kann einer der Stifte 128a, 128b durch Schneiden eines M8 × 1,25 × 60 mm Bolzens auf eine Länge von ca. 50 mm hergestellt werden; eine Kerbe kann im Kopf des gekürzten Bolzens geformt werden, damit der Bolzen von einem Schraubenzieher mit flachem Kopf oder einer ähnlichen Vorrichtung eingeschraubt werden kann. Bolzen, Stifte, Unterlegscheiben, Muttern, Schrauben und zusätzliche oder andere Hardware anderer Größen und Arten können verwendet werden. In einigen Fällen bestehen die Bolzen, Stifte, Unterlegscheiben, Muttern, Schrauben und/oder andere Hardware aus einer oder mehr Arten von Metall (z. B. Stahl, Kupfer, Eisen, Aluminium, Messing und/oder andere), Kunststoff (z. B. Nylon, Delrin, Acetron und/oder andere), Holz und/oder anderen Materialien. Verschiedene Arten von Befestigungselementen und unterstützende Hardware können verwendet werden. Beispielsweise können die Bolzen 130a, 130b und/oder Stifte 128a, 128b durch Dübel, Stifte, Stangen, Bolzen, Abstandsbolzen und/oder ähnliche Hardware ersetzt werden. Ein Abstandsbolzen kann eine Innenbohrung mit Gewinde und eine Außenseite ohne Gewinde aufweisen; die Außenseite kann abgerundet oder facettiert sein und/oder eine andere Art von Geometrie aufweisen. Als weiteres Beispiel können die Schrauben 822, 132 und/oder die Muttern 123a, 123b durch verschiedene Arten und Größen von Befestigungselementen ersetzt werden. In einigen Ausführungen kann die Hardware 810 in Baumärkten gefunden werden oder an den unterschiedlichsten Orten aufbereitet oder eingekauft werden. Weitere Materialien und Hardware können verwendet werden, wenn ein Arretiermechanismus und/oder ein Streckungshilfsmechanismus in die Knieprothese eingearbeitet wird. Beispielsweise können Federn, Gummibänder und/oder andere Materialien und Hardware zur Herstellung einer Knieprothese mit den in 1E und 5E gezeigten Streckungshilfsmechanismen verwendet werden. Als weiteres Beispiel können Arretierstifte, Stangen und/oder andere Materialien und Hardware zur Herstellung einer Knieprothese mit den in 5E und 6A gezeigten beispielhaften Arretiermechanismen verwendet werden.
Das Verfahren 800 kann mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Werkzeugen implementiert werden. Schneidwerkzeuge und Bohrwerkzeuge können zur Herstellung der Komponenten 805 aus den Ausgangsmaterialien 801 verwendet werden. Schneidwerkzeuge können eine Bogensäge, eine Bandsäge, eine Schere, ein Teppichmesser und/oder andere umfassen. Bohrwerkzeuge können einen Handbohrer, eine Bohrmaschine, einen Gewindebohrer, Gewindebohr-Handstück und/oder andere umfassen. Spezielle Bohrgeräte, die verwendet werden können, sind eine 2 mm Bohrspitze, eine 6,5 mm Bohrspitze, eine 8 mm Bohrspitze, eine 10 mm Bohrspitze, eine 17 mm Bohrspitze, ein 30 mm Forstnerbohrer, ein 10 mm × 1,5 Gewindebohrer, ein 8 mm × 1,25 Gewindebohrer, ein 17 mm Drill-Stop, ein 8 mm Drill-Stop und/oder andere. Schleifwerkzeuge können auch zur Bearbeitung der Komponenten 805 verwendet werden. Beispielsweise können Schleifwerkzeuge zur Erzielung der abgerundeten Kanten des oberen Elements, des unteren Elements und der Verbindungen der beispielhaften Knieprothesen 300, 400, 500, 600 verwendet werden. Schleifwerkzeuge können Sandpapier, einen Schleifblock, einen Schleifgurt, eine Feile und/oder andere umfassen. Andere Werkzeuge können zur Herstellung der Komponenten 805 verwendet werden, z. B. ein Marker, ein Hammer, eine Stanze, ein Vierkant, eine Klammer, ein Bandsägengitter, eine Bohrmaschinen-Zwinge und/oder andere. Zum Zusammenbauen der Komponenten 805 und der Hardware 810 können Befestigungswerkzeuge verwendet werden. Befestigungswerkzeuge können Schraubenzieher, Handbohrer, Hammer, Schraubenschlüssel, Schlüssel und/oder andere umfassen. Spezielle Arten von Befestigungswerkzeugen können einen 13 mm Schraubenschlüssel, einen 5 mm Inbusschlüssel, einen Kreuzschlitzschraubenzieher, einen Flachschraubendreher, eine Kreuzschlitz-Bohrspitze, eine Bohrspitze mit flachem Kopf und/oder andere umfassen. Das Verfahren 800 kann auch Bohrlehren, Schablonen und/oder andere Vorlagen zur Herstellung der Knieprothese 108 verwenden.
Bei 804 werden die strukturellen Komponenten 805 aus den Ausgangsmaterialien 801 hergestellt. Die hergestellten Ausgangsmaterialien 805 umfassen das obere Element 120, das untere Element 122, die hintere Verbindung 126 und die vorderen Verbindungen 124a, 124b. Die Komponenten 805 können auch einen Anschlag 135 (in 8 nicht gezeigt) aufweisen, der aus einer Platte aus elastomerem Material beispielsweise mit einer Schere, einem Teppichmesser oder einer anderen Art von Schneidevorrichtung geschnitten werden kann. Ein Anschlag kann aus jeder Art von elastomerem Material bestehen, einschließlich Gummi, Schaumstoff und/oder andere. In einigen Ausführungen werden Bohrlehren zur Herstellung der Komponenten 805 verwendet. Beispielsweise können die in 9A–9E gezeigten Werkzeuge, Geräte und Techniken zur Herstellung der Verbindungen 126, 124a, 124b verwendet werden und die Werkzeuge, Geräte und Techniken aus 10A–10D könen zur Herstellung des oberen Elements 120 und des unteren Elements 122 verwendet werden. Die Bohrlehren in 12A, 12B und 13A–13C können zur Herstellung der Verbindungen 126, 124a, 124b verwendet werden und die Bohrlehren aus 14 und 15A–15H können zur Herstellung des oberen Elements 120 und des unteren Elements 122 verwendet werden. In einigen Ausführungen werden Schablonen zur Herstellung der Komponenten 805 verwendet. Beispielsweise können die Komponenten 805 mit Schablonen und/oder anderen Arten von Vorlagen hergestellt werden; oder die Komponenten 805 können mit einer Kombination von Schablonen, Lehren und/oder anderen Arten von Vorlagen hergestellt werden.
Die in 11 gezeigten Schablonen können zur Herstellung von einem oder mehr Elementen, d. h. des oberen Elements 120, des unteren Elements 122, der hinteren Verbindung 126 und der vorderen Verbindungen 124a, 124b verwendet werden. Die Komponenten 805 in 8 sind beispielhafte Komponenten. In verschiedenen Ausführungen des Verfahrens 800 können zusätzliche, andere und/oder weniger Komponenten verwendet werden.
Die Komponenten 805 sind so konstruiert, dass sie ordnunsgemäß funktionieren, wenn sie innerhalb von Toleranzen hergestellt wurden. Das Design der Komponenten 805 kann die Herstellung von einer oder mehr der Komponenten 805 innerhalb von Toleranzen unter Verwendung relativ einfacher Werkzeuge (z. B. Säge, Bohrer usw.) ermöglichen. Beispielsweise kann das Design Toleranzen von ca. einem bis vier oder mehr Millimeter umfassen. In einigen beispielhaften Knieprothesendesigns haben die Länge, Breite und Höhe der Kniekomponenten 805 eine Toleranz von bis zu +/–2 mm, die Platzierung der Bohrungen für die mechanischen Achsen hat eine Toleranz von bis zu +/–2 mm und/oder der Lauf der Bohrungen für die mechanischen Achsen hat eine Toleranz von bis zu +/–2 mm. Der Lauf der Bohrungen bezieht sich auf den Grad, in dem die Bohrungen parallel liegen. Beispielsweise liegen die Bohrungen innerhalb der Toleranz, wenn der Abstand zwischen ihnen innerhalb der Platzierungstoleranz liegt und wenn sie innerhalb der Lauftoleranz parallel gebohrt werden.
Das Verfahren 800 und/oder Vorgänge des Verfahrens 800 können zur Herstellung zahlreicher austauschbarer Komponenten 805 wiederholt werden. Beispielsweise kann einer amputierten Person eine Knieprothese angepasst werden und ein oder mehr Ersatzteile 805 erhalten, die im Fall des Versagens oder Verschleißes der Knieprothese 108 installiert werden können. Durch die Herstellung zahlreicher austauschbarer Komponenten können einzelne Teile des Knies ersetzt werden, so dass es nicht notwendig ist, jedes Mal, wenn eine Komponente verschleißt, eine gesamte Knieprothese auszuwechseln.
Bei 826 wird die Knieprothese 108 aus den Komponenten 805 und der Hardware 810 zusammengebaut. Der Bolzen 130a kann die obere vordere Achse der Knieprothese 180 formen. Der Bolzen 130a kann beispielsweies vier der Unterlegscheiben 820 und die Mutter 123a tragen und die vorderen Verbindungen 124a, 124b am oberen Element 120 fixieren, wie in 1B–1G gezeigt. Der Bolzen 130b kann die untere vordere Achse der Knieprothese 180 formen. Der Bolzen 130b kann beispielsweise vier der Unterlegscheiben 820 und die Mutter 123b tragen und die vorderen Verbindungen 124a, 124b am unteren Element 122 fixieren, wie in 1B–1G gezeigt. Die Bolzen 130a, 130b können beispielsweise von Hand, mit einem Schraubenschlüssel und/oder auf eine andere Weise festgezogen werden. Der Stift 128a kann die obere hintere Achse der Knieprothese 108 formen und der Stift 128b kann die untere hintere Achse der Knieprothese 108 formen. Der Stift 128a kann beispielsweies zwei der Unterlegscheiben 820 tragen und die hintere Verbindung 126 am oberen Element 120 fixieren, und der Stift 128b kann zwei der Unterlegscheiben 820 tragen und die hintere Verbindung 126 am unteren Element 122 fixieren, wie in 1B–1G gezeigt. Die Stifte 128a, 128b können beispielsweise von Hand, mit einem Schraubendreher mit flachem Kopf und/oder auf eine andere Weise eingeschraubt werden. Die Feststellschrauben 132 können wie in 1B–1G gezeigt im unteren Element 122 angebracht werden. Die Feststellschrauben 132 können beispielsweise mit einem Inbusschlüssel festgeschraubt werden. Die Schraube 822 kann einen Gummianschlag 135 am oberen Element 120 fixieren, wie in 1D gezeigt. Ein Loch für die Schraube 820 kann mit einem Gewindebohrer eingearbeitet werden und die Schraube 820 kann mit einem Schraubenzieher eingeschraubt werden.
Weiterer Zusammenbau kann notwendig werden, wenn ein Arretiermechanismus und/oder ein Streckungshilfsmechanismus in die Knieprothese eingearbeitet wird. Beispielsweise können Federn, Gummibänder, Arretierstifte und/oder andere Materialien und Hardware zur Implementierung der Arretiermechanismen oder Streckungshilfsmechanismen aus 1E, 5E und 6A verwendet werden.
9A–9E sind Diagramme einer beispielhaften Technik zur Verwendung einer Bohrlehre 900 zur Herstellung von Verbindungen einer Knieprothese. Beispielsweise kann die Bohrlehre 900 zur Herstellung der vorderen Verbindungen 124a, 124b und/oder der hinteren Verbindung 126 wie in 1B–1G gezeigt verwendet werden. Die Bohrlehre 900 kann die Abdeckungskomponente 1202 aus 12A und 12B, die Schlitzkomponente 1302 aus 13A–13C und/oder andere Bohrlehrenkomponenten umfassen. Beispielsweise kann die Bohrlehre 900 und/oder andere Bohrlehren zur Herstellung von hinteren und/oder vorderen Verbindungen mit derselben oder einer anderen Form, Größe, Abmessung und/oder Geometrien verwendet werden.
Bohrlehren können zur Herstellung von polyzentrischen Knieprothesen in Regionen der Welt, in denen teure Herstellungstechniken nicht praktikabel oder nicht verfügbar sind, verwendet werden. Bohrlehren können zur Gewährleistung einer präzisen, genauen Platzierung und Orientierung von Bohrungen in den strukturellen Komponenten einer Knieprothese verwendet werden. In einigen Ausführungen hängt die Funktionalität der Knieprothese von präzisen räumlichen Beziehungen zwischen den mechanischen Drehachsen und/oder anderen Merkmalen der Knieprothese ab. Beispielsweise müssen die mechanischen Drehachsen in einigen Fällen fast genau parallel verlaufen und die Abstände und Winkel der mechanischen Achsen müssen mit großer Präzision platziert werden. Da die Bohrungen in den strukturellen Komponenten die Positionen der Bolzen, Stifte, Stangen, Abstandsbolzen und/oder anderer Hardware zur Bildung der mechanischen Drechachsen formen, kann die präzise und genaue Platzierung der Bohrungen für die Funktionalität der Knieprothese kritisch sein. Bohrlehren und einfache Bohrwerkzeuge (wie z. B. ein Handbohrer, ein Gewindebohrer und/oder andere) können zur Erzielung der erforderlichen Präzision und Genauigkeit verwendet werden. Somit können es die Bohrlehren Technikern mit einfachen Fähigkeiten ermöglichen, Knieprothesen ohne Anwendung von computergestützten Bearbeitungsprozessen, CNC-Formpressverfahren oder anderen fortschrittlichen Herstellungstechniken herzustellen. Bohrlehren können mit Hinblick auf Haltbarkeit hergestellt werden, damit Hunderte oder sogar Tausende von Knieprothesenkomponenten mit derselben Bohrlehre zuverlässig hergestellt werden können. Somit kann ein Satz von Bohrlehren an einem einzigen Ort abgelegt und von lokalen Technikern zur Herstellung und/oder Reparatur von Hunderten oder Tausenden von Knieprothesen verwendet werden.
Wie in 9A gezeigt werden ein hinterer Verbindungsblock 910 und zwei vordere Verbindungsblöcke 912a, 912b in die Schlitzkomponente 902 der beispielhaften Bohrlehre 900 eingeführt. Die Schlitzkomponente 902 weist drei Schlitze auf. Der hintere Verbindungsblock 910 wird in einen hinteren Verbindungsschlitz 904 eingeführt und die vorderen Verbindungsblöcke 912a, 912b werden in die vorderen Verbindungsschlitze 906 und 908 eingeführt. Der hintere Verbindungsblock 910 und die vorderen Verbindungsblöcke 912a, 912b können aus dem Ausgangsmaterial 801 geschnitten werden und ihre Größe kann so angepasst werden, dass sie in die jeweiligen Schlitze der Schlitzkomponente 902 passen.
Wie in 9B gezeigt wird eine Abdeckungskomponente 914 mit sechs Bolzen 916 an der Schlitzkomponente 902 befestigt. Zur Fixierung der Abdeckungskomponente 914 an der Schlitzkomponente 902 kann auch eine andere Anzahl von Bolzen 916 verwendet werden. Die Bolzen 916 können M4 × 0,7 × 16 mm Sechskantbolzen und/oder andere Arten von Bolzen umfassen. In einigen Ausführungen wird die Abdeckungskomponente 914 auf andere Weise an der Schlitzkomponente 902 befestigt. Beispielsweise kann die Abdeckungskomponente 914 zusätzlich oder als Alternative zu den Bolzen 916 mit einer Sperrklinke, einem Gewinde, Magneten und/oder anderen Arten von Befestigungselementen an der Schlitzkomponente 902 befestigt werden.
Wie in 9C gezeigt fixieren sechs Bolzen 918 den hinteren Verbindungsblock 910 und die beiden vorderen Verbindungsblöcke 912a, 912b in einer fixen Position in ihren jeweiligen Schlitzen 904, 906, 908. Es kann auch eine andere Anzahl von Bolzen 918 verwendet werden. Die Bolzen 918 können 8 mm Druckbolzen und/oder andere Arten von Bolzen umfassen. Im gezeigten Beispiel stehen zwei der Bolzen 918 mit jedem der Verbindungsblöcke in der Bohrlehre 900 in Kontakt. Die beiden Bolzen 918, die mit jedem Verbindungsblock in Kontakt stehen, bringen Druck auf den Verbindungsblock auf, wodurch dieser zu einer Bezugsecke des Schlitzes, in dem er sitzt, gedrückt wird. 13C zeigt Bezugsecken 1316 in einer beispielhaften Bohrlehre. Durch Drücken jedes Verbindungsblocks in die Bezugsecke im Schlitz wird sichergestellt, dass die Bohrungen in einem bestimmten Abstand von einer bestimmten Ecke des Verbindungsblocks gebohrt werden. Somit können die Abmessungen der Verbindungsblöcke 910, 912a, 912b eine gewisse Fehlermenge tolerieren und die Verbindungsblöcke müssen nicht perfekt in die Schlitze 904, 906, 908 passen, um präzises Bohren zu gewährleisten. Demnach gestatten die Bohrlehren das Schneiden der Verbindungsblöcke aus den Ausgangsmaterialien mit einfachen Schneidewerkzeugen, wie z. B. eine Bandsäge, eine Handsäge oder ähnliche Schneidegeräte. Somit können die Verbindungsblöcke 910, 912a, 912b ohne computergestützte Bearbeitungsprozesse, CNC-Pressformverfahren oder andere fortschrittliche Herstellungstechniken hergestellt werden.
Wie in 9D und 9E gezeigt kann ein Handbohrer 920 zum Bohren der Bohrungen in den Verbindungsblöcken verwendet werden. Die beispielhafte Bohrlehre 900 weist sechs Bohrstellen 922 auf. Der Handbohrer 920 kann mit Bohrspitzen entsprechender Größe, einem angemessen positionierten Bohranschlag und/oder anderen angemessenen Bohreinstellungen ausgestattet werden. In einigen Ausführungen werden die Bohrungen der vorderen Verbindungen mit einer 8 mm Bohrspitze gebohrt. In einigen Ausführungen werden ein oder mehr zusätzliche Bohrspitzen oder Bohrspitzen anderer Größe verwendet. Die Bohrstellen 922 können in einer vorbestimmten Reihenfolge gebohrt werden, um die Wirkungen von Abrutschen aufgrund von Drehmoment, das von der Bohrspitze auf die Verbindungsblöcke aufgebracht wird, zu minimieren. Im gezeigten Beispiel werden die sechs Bohrstellen 922 entgegen dem Uhrzeigersinn gebohrt. In einigen Ausführungen hat die Reihenfolge des Bohrens der Bohrstellen 922 nur minimale oder vernachlässigbare Wirkung. Die Bohrstellen 922 können durch die vollständige Tiefe der Schlitze 904, 906, 908 gebohrt werden. In einigen Ausführungen werden eine oder mehr Bohrstellen bis zu einer bestimmten Tiefe gebohrt, was mit einem Bohranschlag oder einer ähnlichen Vorrichtung auf dem Bohrer 920 kontrolliert werden kann.
Der Bohrer 920 kann jeder Handbohrer mit ausreichender Kraft zum Bohren des Materials in den Schlitzen der Bohrlehre sein. Der Bohrer kann batteriebetrieben sein, mit einer Wechselspannungsquelle betrieben, manuell angetrieben, durch Luftdruck angetrieben oder auf andere Weise angetrieben werden. Wenn die Verbindungsblöcke aus Kunststoff, Holz und/oder einigen Metallen bestehen, kann der Bohrer 920 ein Standardbohrer von Herstellern wie DeWalt, Ryobi, Block & Decker und/oder anderen sein. In einigen Ausführungen kann eine Bohrmaschine, ein Gewindebohrer und/oder andere Arten von Bohr- oder Schneidwerkzeugen zum Bohren von einer oder mehr Bohrstellen 922 verwendet werden.
Jede Bohrstelle 922 kann eine Buchse aufweisen, welche Verschleiß der Bohrlehre 900 reduziert. Beispielsweise können die Buchsen aus einem haltbareren Material bestehen als andere Teile der Bohrlehre 900. Die Buchsen können aus jedem Material bestehen, das härter ist als die Bohrspitze, beispielsweise aus gehärtetem Stahl und/oder anderen Materialien. Die Buchsen können Kontakt zwischen der Bohrspitze und den Bohrstellen 922 ohne Modifizierung (z. B. Verbreiterung) der Bohrstellen 922 gestatten. Somit ermöglichen es die Buchsen der Bohrlehre 900, wiederholt eine vorhersagbare, zuverlässige und präzise Arbeitsleistung zu erbringen. In einigen Ausführungen können die Buchsen Hunderten oder Tausenden von Anwendungen widerstehen, bevor sie ersetzt werden müssen.
Wie in 9E gezeigt werden die Verbindungsblöcke 910, 912a, 912b nach dem Bohren der Bohrstellen 922 in der Bohrlehre 900 aus der Bohrlehre 900 entfernt. Durch das Bohren in 9D weist jeder der drei Verbindungsblöcke 910, 912a, 912b zwei Bohrungen auf, die den sechs Bohrstellen 922 in der Bohrlehre 900 entsprechen. Der vordere Verbindungsblock 912a weist die Bohrungen 928a, 928b auf, der vordere Verbindungsblock 912b weist die Bohrungen 928c, 928d auf und der hintere Verbindungsblock 910 weist die Bohrungen 928e, 928f auf. Die gebohrten Verbindungsblöcke 910, 912a, 912b aus 9E können weiter modifiziert werden, um die Verbindungen 126, 124a, 124b aus 8 zu formen. Beispielsweise können eine oder mehr der Schablonen aus 11 zur Umwandlung der gebohrten Verbindungsblöcke 910, 912a, 912b aus 9E in die Verbindungen 126, 124a, 124b zur Verwendung in der Knieprothese 108, verwendet werden.
11 ist ein Diagramm von beispielhaften Schablonen zur Herstellung von Komponenten einer Knieprothese. 11 zeigt sieben beispielhafte Schablonen, die zur Herstellung von einer oder mehr der Komponenten 805 aus 8 verwendet werden können. Beispielsweise können die Schablonen zur Herstellung von einer oder mehr Komponenten des Knies 108a aus 1B–1G und/oder anderer Knie verwendet werden. Die gezeigten beispielhaften Schablonen weisen eine vordere Verbindungsführung 1102, eine hintere Verbindungsführung 1104, untere Blockführungen 1106, 1108, 1114 und obere Blockführungen 1110, 1112 auf. Zusätzliche, andere oder weniger Schablonen können zur Herstellung der Komponenten 805 verwendet werden. Die Schablonen können in Herstellungsverfahren eingesetzt werden, die auch Bohrlehren verwenden, oder die Schablonen können in Herstellungsverfahren eingesetzt werden, bei denen keine Bohrlehren verwendet werden. Beispielsweise können die Löcher in den Schablonen als Führung für Bohrungen in den Komponenten verwendet werden oder die Löcher in den Schablonen können zur Ausrichtung der Schablonen mit mit einer Bohrlehre oder einer anderen Art von Bohrverfahren gebohrten Bohrungen verwendet werden.
In einigen Ausführungen kann die hintere Verbindungsführung 1102 als Schablone zur Fertigstellung der hinteren Verbindung 126 verwendet werden. In einer beispielhaften Ausführung sind die Löcher der hinteren Verbindungsführung 1102 mit den Löchern des hinteren Verbindungsblocks 910 ausgerichtet (z. B. durch Einführung von Bolzen durch die Löcher und Bohrungen); ein Permanentmarker oder ein anderes Schreibutensil wird zum Zeichnen der Umrisse der Kanten der hinteren Verbindungsführung 1102 auf dem hinteren Verbindungsblock 910 verwendet und der mit dem Filzstift gemalte Umriss dient als Leitfaden zum Schleifen der Ecken und Kanten des hinteren Verbindungsblocks 910 zur Bildung der vorderen Verbindung 126. Die vordere Verbindungsführung 1104 kann auf ähnliche Weise zur Umwandlung der gebohrten Verbindungsblöcke 912a, 912b in fertige vordere Verbindungen 124a, 124b verwendet werden. Die hintere Verbindungsführung 1102 und/oder die vordere Verbindungsführung 1104 können auf unterschiedliche Art und Weise verwendet werden. In einigen Ausführungen werden die gebohrten Verbindungsblöcke 910, 912a, 912b mit anderen Techniken in fertige Verbindungen umgewandelt, ohne Anwendung der Schablonen aus 11.
10A–10D sind Diagramme einer beispielhaften Technik zur Verwendung einer Bohrlehre 1000 zur Herstellung von Komponenten einer Knieprothese. Beispielsweise kann die Bohrlehre 1000 zur Herstellung des oberen Elements 120 und/oder des unteren Elements 122 verwendet werden, wie in 1B–- 1G gezeigt. Die Bohrlehre 1000 kann die Abdeckungskomponente 1402 wie in 14 gezeigt, die Schlitzkomponente 1502 aus 15A–15H und/oder andere Bohrlehrenkomponenten umfassen. Beispielsweise können die Bohrlehre 1000 und/oder andere Bohrlehren zur Herstellung von oberen Komponenten und/oder unteren Komponenten mit derselben oder anderen Formen, Größen, Abmessungen und/oder Geometrien verwendet werden.
Wie in 10A gezeigt werden ein unterer Elementenblock 1010 und ein oberer Elementenblock 1012 in die Schlitzkomponente 1002 der beispielhaften Bohrlehre 1000 eingeführt. Die Schlitzkomponente 1002 weist zwei Schlitze auf. Der untere Elementenblock 101 wird in einen unteren Blockschlitz 1004 eingeführt und der obere Elementenblock 1012 wird in den oberen Blockschlitz 1012 eingeführt. Der untere Elementenblock 1010 und der obere Elementenblock 1012 können aus dem Ausgangsmaterial 801 geschnitten werden, ihre Größe kann so angepasst werden, dass sie in die jeweiligen Schlitze der Schlitzkomponente 1002 passen.
Wie in 10B gezeigt wird eine Abdeckungskomponente 1014 mit sechs Bolzen 1016 an der Schlitzkomponente 1002 befestigt. Zur Fixierung der Abdeckungskomponente 1014 an der Schlitzkomponente 1002 kann eine andere Anzahl von Bolzen 1016 verwendet werden. Die Bolzen 1016 können M4 × 0,7 × 16 mm Sechskantbolzen und/oder andere Arten von Bolzen umfassen. In einigen Ausführungen wird die Abdeckungskomponente 1014 auf andere Weise an der Schlitzkomponente 1002 befestigt (z. B. mit einer Sperrklinke, einem Gewinde, Magneten und/oder anderen Arten von Befestigungselementen).
Wie in 10C gezeigt fixieren sechs Bolzen 1018 den unteren Elementenblock 1010 und den oberen Elementenblock 1012 in einer fixen Position in ihren jeweiligen Schlitzen 1004, 1006. Es kann eine andere Anzahl von Bolzen 1018 verwendet werden. Die Bolzen 1018 können 8 mm Druckbolzen und/oder andere Arten von Bolzen umfassen. Im gezeigten Beispiel stehen drei der Bolzen 1018 mit jedem der Verbindungsblöcke in der Bohrlehre 1000 in Kontakt. Die drei Bolzen 1018, die mit jedem Verbindungsblock in Kontakt stehen, bringen Druck auf den Verbindungsblock auf, wodurch dieser zu einer Bezugsecke des Schlitzes, in dem er sitzt, gedrückt wird. 15B zeigt Bezugsecken 1516 in einer beispielhaften Bohrlehre. Durch Drücken beider Blöcke in die Bezugsecke im Schlitz wird sichergestellt, dass die Bohrungen in einem bestimmten Abstand von einer bestimmten Ecke des Blocks gebohrt werden. Somit können die Abmessungen der Blöcke 1010, 1012 eine gewisse Fehlermenge tolerieren und die Blöcke müssen nicht perfekt in die Schlitze 1004, 1006 passen, um präzises Bohren zu gewährleisten. Demnach gestatten die Bohrlehren das Schneiden der oberen und unteren Elementenblöcke aus den Ausgangsmaterialien mit einfachen Schneidewerkzeugen, wie z. B. eine Bandsäge, eine Handsäge oder ähnliche Schneidegeräte. Somit können die Verbindungsblöcke 1010, 1012 ohne computergestützte Bearbeitungsprozesse, CNC-Pressformverfahren oder andere fortschrittliche Herstellungstechniken hergestellt werden.
Ein Handbohrer 920 kann zum Bohren der Bohrungen im unteren Elementenblock 1010 und im oberen Elementenblock 1012 in der Bohrlehre 1000 verwendet werden, ähnlich wie beim Bohren in 9D. Die beispielhafte Bohrlehre 1000 weist mehrere Bohrstellen 1020 auf. Der Handbohrer 1020 kann mit Bohrspitzen entsprechender Größe, einem angemessen positionierten Bohranschlag und/oder anderen angemessenen Bohreinstellungen ausgestattet werden. In einigen Ausführungen werden die Bohrungen des oberen Elements und des unteren Elements mit einer 6,5 mm Bohrspitze, einer 8 mm Bohrspitze, einer 10 mm Bohrspitze, einer 17 mm Bohrspitze und einer Stanze und einem Hammer gebohrt. In einigen Ausführungen werden zusätzliche Bohrspitzen oder Bohrspitzen anderer Größe verwendet. Die Bohrstellen 1020 können in einer vorbestimmten Reihenfolge gebohrt werden, um die Wirkungen von Abrutschen aufgrund von Drehmoment, das von der Bohrspitze auf den oberen und unteren Elementenblock aufgebracht wird, zu minimieren. In einigen Ausführungen hat die Reihenfolge des Bohrens der Bohrstellen 1020 minimale oder vernachlässigbare Wirkung. Die Bohrstellen 1020 können durch die vollständige Tiefe der Schlitze 1004, 1006 gebohrt werden. In einigen Ausführungen werden eine oder mehr Bohrstellen bis zu einer bestimmten Tiefe gebohrt, was mit einem Bohranschlag oder einer ähnlichen Vorrichtung auf dem Bohrer 920 kontrolliert werden kann. Jede Bohrstelle 1020 kann eine Buchse aufweisen, welche Verschleiß der Bohrlehre 1000 reduziert. In einigen Ausführungen können die Buchsen Hunderten oder Tausenden von Anwendungen widerstehen, bevor sie ersetzt werden müssen.
Wie in 10D gezeigt werden der untere Elementenblock 1010 und der obere Elementenblock 1012 nach dem Bohren der Bohrstellen 1020 der Bohrlehre 1000 aus der Bohrlehre 1000 entfernt. Durch das Bohren weisen der untere Elementenblock 1010 und der obere Elementenblock 1012 mehrere Bohrungen auf, entsprechend den Bohrstellen 1020 in der Bohrlehre 1000. Der untere Elementenblock 1010 weist Bohrungen 1030a, 1030b, 1030c, 1030d und mögliche andere Bohrungen auf. Der obere Elementenblock 1012 weist Bohrungen 1030e, 1030f und möglicherweise andere Bohrungen auf. Die Bohrungen 1030b und 1030c und zwei weitere Bohrungen auf den gegenüberliegenden Seiten des unteren Elementenblocks 1010 können die Feststellschrauben 132 tragen, die zur Fixierung eines Pfeilers 110 am unteren Knieelement 122 verwendet werden können. Die Bohrung 1030g im oberen Elementenblock 1012 kann mit den Bohrungen 928a, 928c der vorderen Verbindungen zur Aufnahme des Bolzens 130a ausgerichtet werden. Die Bohrung 1030d im unteren Elementenblock 1010 kann mit den Bohrungen 928b, 928d der vorderen Verbindungen zur Aufnahme des Bolzens 130b ausgerichtet werden. Die Bohrung 1030f des oberen Elementenblocks 1012 kann mit der Bohrung 928e der hinteren Verbindung zur Aufnahme des Stifts 128a ausgerichtet werden. Die Bohrung 1030a des unteren Elementenblocks 1010 kann mit der Bohrung 928f der hinteren Verbindung zur Aufnahme des Stifts 128b ausgerichtet werden.
Die gebohrten Blöcke 1010, 1012 aus 10D können weiter modifiziert werden, um das obere Element 120 und das untere Element 122 aus 8 zu formen. Beispielsweise können eine oder mehr der Schablonen aus 11 zur Umwandlung der gebohrten Blöcke 1010, 1012 aus 10D zum oberen Element 120 und dem unteren Element 122 zur Verwendung in der Knieprothese 108 verwendet werden. In einigen Ausführungen können die oberen Blockführungen 1110, 1112 zur Umwandlung des gebohrten oberen Elementenblocks 1012 in das obere Element 120 verwendet werden und die unteren Blockführungen 1106, 1108, 1114 können zur Umwandlung des unteren Elementenblocks 1010 in das untere Element 122 verwendet werden. Beispielsweise können die Schablonen mit den gebohrten Blöcken ausgerichtet werden und ein Filzstift oder ein anderes Schreibutensil kann zum Zeichnen der Umrisse der Kanten der Schablonen verwendet werden und der mit dem Filzstift gemalte Umriss kann als Leitfaden zum Schneiden, Bohren und Schleifen der gebohrten Blöcke zur Bildung der Komponenten der Knieprothese dienen. Die untere Blockführung 1104 kann als Schablone zum Bohren der Bohrung 133 zur Aufnahme des Pfeilers 110 verwendet werden. Die untere Blockführung 1114 kann zum Überprüfen der Breite und Tiefe der Bohrung 133 verwendet werden. Die untere Blockführung 1108 kann als Schablone zum Schneiden des Einsatzes im unteren Element 122, welches das untere Ende der hinteren Verbindung 126 beherbergt, verwendet werden. Die obere Blockführung 1110 kann als Schablone zum Schneiden des Profils des oberen Elements 120 verwendet werden. Die obere Blockführung 1112 kann als Schablone zum Schneiden des Einsatzes im oberen Element 120, welches das obere Ende der hinteren Verbindung 126 beherbergt, verwendet werden. Die obere Blockführung 1112 kann auch als Schablone zum Bohren einer Bohrung in der Unterseite des oberen Elements 120 verwendet werden. Die Bohrung in der Unterseite des oberen Elements 122 kann zum Einführen des Bolzens 125 in die Bohrung 134 in der Oberseite des oberen Elements 122 verwendet werden, wie in 1B gezeigt. In einigen Ausführungen werden die gebohrten Blöcke 1010, 1012 mit anderen Techniken in fertige obere und untere Elemente umgewandelt, ohne Anwendung der Schablonen aus 11. In einigen Ausführungen weist eine Bohrlehre zusätzliche Bohrstellen für Bohrungen auf, die für Streckungshilfs- und/oder Arretiermechanismen verwendet werden. Einige Arretiermechanismen und einige Streckungshilfsmechanismen erfordern eine hochpräzise Platzierung der Bohrungen. Eine Bohrlehre kann Bohrstellen für solche Merkmale aufweisen. Beispielsweise kann eine Bohrlehre Bohrstellen für die Bohrungen zur Unterbringung der Feder 550 und/oder für die Arretierbohrungen 542a, 542b in 5E, Bohrstellen für die Kerben 656 zur Aufnahme der Enden des Arretierstifts 650 und/oder für die Arretierbohrungen 642a, 642b in 6A und 6B und/oder Bohrstellen für andere Arten von Arretier- oder Streckungshilfsmechanismen aufweisen. In einigen Ausführungen können Streckungshilfs- und/oder Arretiermechanismen in einer Knieprothese ohne Verwendung der Bohrlehren zum Bohren zusätzlicher Bohrungen umgesetzt werden. Beispielsweise können die für einen Streckungshilfs- oder Arretiermechanismus benötigten Bohrungen weniger Präzision erfordern als die Bohrungen für die mechanischen Drehachsen und/oder andere Bohrungen.
In den in 9A–9B und 10A–10D gezeigten Beispielen wird eine erste Bohrlehre 900 zur Herstellung der Verbindungen und eine zweite Bohrlehre 1000 zur Herstellung der oberen und unteren Elemente verwendet. Zur Herstellung einer Knieprothese kann eine andere Anzahl von Bohrlehren verwendet werden. Beispielsweise kann eine einzelne Bohrlehre für jede Komponente des Knies verwendet werden (z. B. eine Bohrlehre für die hintere Verbindung, eine Bohrlehre für die vorderen Verbindungen, eine Bohrlehre für das obere Element und eine Bohrlehre für das untere Element). Als weiteres Beispiel kann eine einzelne Bohrlehre für alle Komponenten 805 verwendet werden. Somit können andere Arten von Bohrlehren mit unterschiedlichen Konfigurationen auf die mit Bezug auf 9A–9B und/oder 10A–10D beschriebene Weise oder auf dieselbe oder eine andere Art und Weise zur Herstellung von Komponenten einer Knieprothese verwendet werden.
19A, 19B, 19C und 19D sind Diagramme einer beispielhaften grafischen Anleitung zur Herstellung einer polyzentrischen Knieprothese. 19A zeigt ein Beispiel einer Symbolindexseite 1900a aus einer beispielhaften Herstellungsanleitung. 19B zeigt ein Beispiel einer Teileseite 1900b aus einer beispielhaften Herstellungsanleitung mit beispielhaften Teilen für ein Herstellungsverfahren für eine Knieprothese. 19C zeigt ein Beispiel einer Seite 1900c mit Schneideanweisungen aus einer beispielhaften Herstellungsanleitung mit Anweisungen für einen beispielhaften Schneidevorgang in einem Herstellungsverfahren für eine Knieprothese. 19D zeigt ein Beispiel einer Seite 1900d mit Qualitätskontrollanweisungen aus einer beispielhaften Herstellungsanleitung mit Anweisungen zur Durchführung einer Qualitätskontrolle in einem Herstellungsverfahren für eine Knieprothese. Eine Herstellungsanleitung für eine Knieprothese kann zehn oder hunderte von anderen oder zusätzlichen Seiten aufweisen, die in den Abbildungen nicht gezeigt sind. Die beispielhaften Diagramme in 19A–19D wurden zur Demonstration von Merkmalen einer grafischen Herstellungsanleitung ausgewählt.
Mit der grafischen Herstellungsanleitung können polyzentrische Knieprothesen und/oder Komponententeile davon sicher und zuverlässig von Arbeitern mit einfachen Fähigkeiten unter Verwendung gebräuchlicher preiswerter Werkzeuge und Materialien hergestellt, zusammengebaut, abgelegt, gewartet und/oder repariert werden. Beispielsweise gestatten die grafischen Schritt-für-Schritt-Anleitungen die Herstellung der Knieprothese 108a aus 1B, 1C, 1D, 1F und 1G und/oder anderer hierin gezeigter und beschriebener Ausführungsformen ohne Zugang zu medizinischem Personal oder Technikern mit fortschrittlicher Ausbildung und/oder ohne Notwendigkeit von fortschrittlichen Werkzeugen, Materialien oder Herstellungsausrüstungen. Eine solche Herstellungsanleitung kann in Kliniken und für Amputierte in Entwicklungsländern vorteilhaft sein, beispielsweise an Orten und unter Bedingungen, in denen bestimmte Arten von medizinischer Versorgung, Herstellungseinrichtungen und/oder Materialien häufig nicht zugänglich sind.
Die grafische Herstellungsanleitung kann so abgefasst sein, dass sie in vielen verschiedenen Kulturen in allen Entwicklungsländern effizient angewandt werden kann. Beispielsweise kann die grafische Herstellungsanleitung eine minimale Anzahl an Wörtern oder Text enthalten, die bzw. der für verschiedene Kulturen, Regionen, Sprachen und Dialekte übersetzt werden müsste. Somit kann die grafische Herstellungsanleitung eine Textseite oder eine kleine Anzahl von Textseiten enthalten, die zur lokalen Anwendung schnell und/oder preiswert übersetzt werden können, während die restlichen Seiten der Anleitung verwendet werden können, ohne übersetzt werden zu müssen. Als weiteres Beispiel kann die grafische Herstellungsanleitung Symbole enthalten, die von Menschen unterschiedlichen ethnischen, linguistischen und kulturellen Hintergrunds erkannt und und verstanden werden. Solche Symbole können kulturell neutral sein, indem ihre Bedeutung von Menschen der verschiedensten Kulturkreise problemlos verstanden wird.
Die Symbolindexseite 1900a in 19A weist kulturell neutrale Symbole auf, die in einer grafischen Herstellungsanleitung verwendet werden können. Die leere Linie neben jedem Symbol im Diagramm 1900a stellt einen Leerraum dar, in dem Text eingetragen werden kann, um auf die Bedeutung des relevanten Symbols hinzuweisen. Der Text kann in jeder Sprache bereitgestellt werden, beispielsweise in Englisch, Hindi, Französisch, Spanisch, Mandarin, Arabisch und/oder in anderen Sprachen. Wenn die grafische Herstellungsanleitung verwendet wird, kann der Text auf der Symbolindexseite 1900a übersetzt werden, während die restlichen Seiten der Anleitung nur minimale oder überhaupt keine Übersetzung erfordern. Die grafische Herstellungsanleitung kann die lokale Herstellung einer Knieprothese gestatten, wodurch die Kosten für die Knieprothese gesenkt werden können und bequemerer Zugang zu Reparaturdiensten und Ersatzteilen möglich ist.
Mehrere beispielhafte alphanumerische Symbole sind in 19A gezeigt. Das ”#”-Symbol kann als Platzhalter für jede beliebige Zahl oder Ziffer dienen. ”CH#” kann als Hinweis auf die Kapitelnummern des Handbuchs verwendet werden (beispielsweise kann CH1 auf Kapitel 1, CH2 auf Kapitel 2 usw. hinweisen). ”P#” kann als Hinweis auf die Seitenzahlen des Handbuchs verwendet werden (beispielsweise kann ”P#1” Seite 1 darstellen, ”P#2” Seite 2 usw.). ”T#” kann als Hinweis auf eine Werkzeugnummer verwendet werden (beispielsweise kann T1 auf eine Bandsäge, T2 auf eine Bohrmaschine usw. hinweisen). Das Symbol T1 wird auf der Seite 1900c mit der beispielhaften Schneideanleitung als Hinweis auf die Bandsäge verwendet. ”M#” kann auf eine Rohstoffnumer hinweisen (z. B. kann M1 auf rundes Delrin-Ausgangsmaterial, M2 auf flaches Delrin-Ausgangsmaterial usw. hinweisen). ”H#” kann auf eine Hardware-Teilenummer darstellen (z. B. kann H1 auf Bolzen, H2 auf Muttern usw. hinweisen). Das Symbol H1 wird auf der Qualitätskontrollseite 1900d als Hinweis auf Sechskantbolzen verwendet. ”TA#” kann eine Werkzeugzubehörnummer darstellen (z. B. kann TA1 auf eine Bohrspitze, TA2 auf ein Sägegitter usw. hinweisen). Das Symbol TA2 wird auf der Seite 1900c mit der beispielhaften Schneideanleitung als Hinweis auf das Sägegitter verwendet. übertragen ”C#” kann eine Komponentennummer für eine Komponente der Knieprothese darstellen (beispielsweise kann C1 auf das obere Element, C2 auf das untere Element usw. hinweisen). Die Symbole C1, C4 und C6 werden auf der Seite 1900c mit der beispielhaften Schneideanleitung und in der beispielhaften Qualitätskontrollseite 1900d als Hinweis auf Komponenten einer Knieprothese verwendet. ”QC#” kann eine Qualitätskontrollteilenummer darstellen (beispielsweise kann QC1 auf eine der Schablonen usw. hinweisen). Mehrere Symbole ”QC#” werden auf der beispielhaften Teileseite 1900b, der Seite 1900c mit der beispielhaften Schneideanleitung und der beispielhaften Qualitätskontrollseite 1900d verwendet. ”J#” kann eine Bohrlehren-Komponentennummer darstellen (beispielsweise kann J1 auf eine Bohrlehrenabdeckung usw. hinweisen). Das Symbol ”##mm” kann zur Darstellung einer vorgegebenen Länge eines Komponententeils verwendet werden (z. B. Länge 25 mm, Länge 60 mm usw.). Wie in 19A–19C gezeigt kann die geometrische Form für Kontinuität und cross-linguales Verständnis mit jeder Art von alphanumerischem Symbol verbunden werden. Beispielsweise kann das Symbol ”T#” in einem Kreis dargestellt werden, während das Symbol ”M#” in einem Dreick dargestellt werden kann usw. Andere und/oder zusätzliche geometrische Formen können mit jeder Art von alphanumerischem Symbol verbunden werden. Ein oder mehr alphanumerische Symbole können ohne zugehöriges geometrisches Symbol dargestellt werden.
Mehrere beispielhafte Pfeilsymbole sind in 19A gezeigt. Eine erste Art von Pfeil (z. B. Pfeilkopf nur an einem Ende) können auf eine geradlinige Bewegung in einer einzigen Richtung hinweisen. Eine zweite Art von Pfeil (z. B. Pfeilköpfe an beiden Enden) können auf eine geradlinige Bewegung in zwei Richtungen hinweisen. Eine dritte Art von Pfeil (z. B. gekrümmte Linie mit Pfeilkopf) kann auf eine Bewegung hinweisen, die nicht in einer geraden Linie verläuft, beispielsweise auf Drehung. Eine vierte Art von Pfeil (z. B. ein offener geometrischer Pfeil) kann auf eine Richtung zur Durchführung der auf einer Seite gezeigten Schritte hinweisen.
Andere beispielhafte Symbole sind in 19A gezeigt. Beispielsweise kann ein Zoomsymbol als Hinweis auf eine Nahansicht eines gezeigten Gegenstands verwendet werden. Eine durchgezogene Linie kann anzeigen, wo eine Linie gezogen werden sollte (z. B. auf einer Komponente). Eine gestrichelte oder strichpunktierte Linie kann anzeigen, wo eine Säge schneidet, aber keine Linie auf dem Gegenstand gezogen wird. Ein Ausschnittsymbol kann darauf hinweisen, wo die Innenseite eines Gegenstands gezeigt ist. Ein Teilestempelformat DDMMYY CCC kann eine Konvention zur Kennzeichnung von hergestellten Teilen anzeigen. Beispielsweise kann DD den Tag, MM den Monat, YY das Jahr und CCC die Klinik oder die Stelle, in der die Komponente hergestellt wurde, anzeigen. Als besonderes Beispiel würde ein Teil, das am 19. Mai 2010 in Klinik Nummer 125 hergestellt wurde, den Stempel ”190510 125” tragen. Ein Smiley-Symbol kann für „ok”, „ja” und „gut” stehen. Ein Symbol mit einem traurigen Gesicht kann auf ”nicht ok”, ”nein” und ”schlecht” hinweisen.
12A ist eine Draufsicht auf eine Abdeckungskomponente 1202 einer beispielhaften Bohrlehre. 12B ist eine Seitenansicht der Abdeckungskomponente 1202 aus 12A. Die Abdeckungskomponente 1202 kann mit einer Schlitzkomponente zur Bildung einer Bohrlehre zum Bohren von Verbindungskomponenten einer Knieprothese verwendet werden. Beispielsweise kann die Abdeckungskomponente 1202 die Abdeckungskomponente 914 aus 9A–9D sein.
Die beispielhafte Bohrlehren-Abdeckungskomponente 1202 weist sechs Bolzenlöcher 1208 zur Fixierung der Abdeckungskomponente 1202 an einer Schlitzkomponente auf, wie z. B. die Schlitzkomponente 1302 aus 13A–13C. Die beispielhafte Bohrlehren-Abdeckungskomponente 1202 weist sechs Hohlräume 1206 auf, durch welche zwei Bohrungen durch die vollständige Breite des Verbindungsblocks in der Schlitzkomponente gebohrt werden können. Die Hohlräume 1206 können jeweils mit einer entsprechenden Bohrstelle auf einer Schlitzkomponente der Bohrlehre ausgerichtet sein.
13A und 13C sind Draufsichten auf eine Schlitzkomponente 1302 einer beispielhaften Bohrlehre. 13B ist eine Querschnittsansicht der Schlitzkomponente 1302 aus 13A. Die Schlitzkomponente 1302 kann mit einer Abdeckungskomponente zur Bildung einer Bohrlehre zum Bohren von Verbindungskomponenten einer Knieprothese verwendet werden. Beispielsweise kann die Schlitzkomponente 1302 die Schlitzkomponente 902 aus 9A–9D sein.
Die Schlitzkomponente 1302 weist einen Schlitz 1308 für die hintere Verbindung auf, der einen hinteren Verbindungsblock aufnehmen kann, wie z. B. den hinteren Verbindungsblock 910 aus 9A. Die Schlitzkomponente 1302 weist zwei Schlitze 1320 für die vorderen Verbindungen auf, die einen vorderen Verbindungsblock aufnehmen können, wie z. B. die vorderen Verbindungsblöcke 912a, 912b aus 9A. Jeder der Schlitze 1308, 1310 weist eine Referenzecke 1316 auf. Druckbolzen können auf die Verbindungsblöcke in den Schlitzen 1308, 1310 aufgebracht werden, um die Verbindungsblöcke in die Referenzecke 1316 des Schlitzes, in welchem er sitzt, zu drücken. Durch Drücken der Verbindungsblöcke in die Referenzecke können Kontinuität, Präzision und Auswechselbarkeit der mit der Bohrlehre hergestellten Knieprothesenkomponenten verbessert werden.
Die beispielhafte Bohrlehren-Schlitzkomponente 1302 weist sechs Bolzenlöcher 1314 zur Fixierung einer Abdeckungskomponente, wie z. B. die Abdeckungskomponente 1202 aus 12A und 12B an der Schlitzkomponente 1302 auf. Die beispielhafte Bohrlehren-Abdeckungskomponente 1302 weist sechs Bohrstellen 1306 auf, durch welche zwei Bohrungen durch die vollständige Breite der drei Verbindungsblöcke in den Schlitzen 1308, 1310 gebohrt werden können. 13C zeigt einige beispielhafte Abmessungen für die Lokalisationen der Bohrstellen 1306 in der beispielhaften Schlitzkomponente. Die Abmessungen sind in Millimeter-Einheiten (mm) gezeigt. Jede Bohrstelle 1306 kann mit einem entsprechenden Hohlraum in einer Abdeckungskomponente der Bohrlehre ausgerichtet sein.
14 ist eine Draufsicht auf eine Abdeckungskomponente 1402 einer beispielhaften Bohrlehre. Die Abdeckungskomponente 1402 kann mit einer Schlitzkomponente zur Bildung einer Bohrlehre zum Bohren von Komponenten des oberen und unteren Elements einer Knieprothese verwendet werden. Beispielsweise kann die Abdeckungskomponente 1402 die Abdeckungskomponente 1014 aus 10A–10C sein.
Die beispielhafte Bohrlehren-Abdeckungskomponente 1402 weist sechs Bolzenlöcher 1406 zur Fixierung der Abdeckungskomponente 1402 an einer Schlitzkomponente auf, wie z. B. die Schlitzkomponente 1502 aus 15A–15H. Die beispielhafte Bohrlehren-Abdeckungskomponente 1402 weist fünf Bohrstellen 1404 auf, durch welche Bohrungen durch die vollständige Breite des Blocks in der Schlitzkomponente gebohrt werden können. Die Bohrstellen 1404 können jeweils mit einem entsprechenden Hohlraum in einer Abdeckungskomponente der Bohrlehre ausgerichtet sein. Die beispielhafte Bohrlehren-Abdeckungskomponente 1402 weist außerdem Bolzenlöcher 1408 für Druckbolzen zur Fixierung der Blöcke in einer Referenzecke in der Schlitzkomponente auf.
15A, 15B und 15F sind Draufsichten auf eine Schlitzkomponente 1502 einer beispielhaften Bohrlehre. 15C ist eine Seitenansicht einer ersten Seite der Schlitzkomponente 1502 aus 15A. 15D ist eine Seitenansicht einer zweiten Seite der Schlitzkomponente 1502 aus 15A. 15E ist eine Seitenansicht einer dritten Seite der Schlitzkomponente 1502 aus 15A. 15G ist eine Seitenansicht einer vierten Seite der Schlitzkomponente 1502 aus 15A. 15H ist eine Querschnittsansicht der Schlitzkomponente 1502 aus 15A. Die Schlitzkomponente 1502 kann mit einer Abdeckungskomponente zur Bildung einer Bohrlehre zum Bohren von Komponenten des oberen und unteren Elements einer Knieprothese verwendet werden. Beispielsweise kann die Schlitzkomponente 1502 die Schlitzkomponente 1002 aus 10A und 10B sein.
Die Schlitzkomponente 1502 weist einen unteren Elementenschlitz 1510 auf, der einen unteren Elementenblock aufnehmen kann, wie z. B. den unteren Elementenblock 1010 aus 10A. Die Schlitzkomponente 1502 weist einen Schlitz 1512 für das obere Element auf, der einen oberen Elementenblock aufnehmen kann, wie z. B. den oberen Elementenblock 1012 aus 10A. Jeder der Schlitze 1510, 1512 weist eine Referenzecke 1516 auf. Druckbolzen können auf die oberen und unteren Blöcke in den Schlitzen 1510, 1512 aufgebracht werden, um die Blöcke in die Referenzecke 1516 des Schlitzes, in welchem sie sitzen, zu drücken. Druckbolzen können durch die Druckbolzenlöcher 1508 in der Schlitzkomponente 1502 und die Bolzenlöcher 1408 in der Abdeckungskomponente 1402 aufgebracht werden. Drücken der Blöcke in die Referenzecke kann die Kontinuität, Präzision und Auswechselbarkeit der mit der Bohrlehre hergestellten Knieprothesenkomponenten verbessern.
Die beispielhafte Bohrlehren-Schlitzkomponente 1502 weist sechs Bolzenlöcher 1506 zur Fixierung einer Abdeckungskomponente wie z. B. die Abdeckungskomponente 1402 aus 14 an der Schlitzkomponente 1502 auf. Die beispielhafte Bohrlehren-Schlitzkomponente 1502 weist mehrere Bohrstelle 1514 auf, wie in 15A–15H gezeigt, die das Bohren von Bohrungen durch die Löcher in den Schlitzen 1510, 1512 gestatten. 15H zeigt einige beispielhafte Abmessungen für die Lokalisationen einiger der Bohrstellen 1514 in der beispielhaften Schlitzkomponente. Die Abmessungen sind in Millimeter-Einheiten (mm) gezeigt. Jede Bohrstelle 1514 kann mit einer entsprechenden Bohrstelle oder einem entsprechenden Hohlraum in einer Abdeckungskomponente der Bohrlehre ausgerichtet sein. Eine oder mehr Bohrstellen können als Hohlraum ausgeführt sein, beispielsweise wenn es eine gegenüberliegende Bohrstelle gibt.
Diese Patentschrift enthält zwar viele spezifische Implementierungsdetails, aber diese sind nicht so auszulegen, als würden sie den Umfang von Erfindungen oder von Ansprüchen einschränken, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Ausführungen spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Patentschrift im Zusammenhang mit separaten Ausführungen beschrieben sind, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführung implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Kontekt einer einzigen Ausführung beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungen getrennt oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können zwar Merkmale so beschrieben sein, als würden sie in bestimmten Kombinationen wirken und zunächst sogar so beansprucht werden, aber ein oder mehr Merkmale einer beanspruchten Kombination können in einigen Fällen auch aus der Kombination herausgetrennt werden und die beanspruchte Kombination kann sich auf eine Unterkombination oder eine Abwandlung einer Unterkombination beziehen.
Analog sind zwar Vorgänge in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge gezeigt, aber dies ist nicht so zu verstehen, als ob dies Vorgänge erfordern würde, die in der gezeigten bestimmten Reihenfolge oder in einer fortlaufenden Reihenfolge durchgeführt werden, oder als ob alle gezeigten Vorgänge durchgeführt werden müssen, um wünschenswerte Ergebnisse zu erhalten.
Somit wurden bestimmte Ausführungen des Gegenstands beschrieben. Trotzdem sind verschiedene Abwandlungen möglich. Demnach liegen auch andere Ausführungen innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm ISO 10328 [0082]
Norm ISO 10328 [0082]
ISO 10328 [0083]
Norm ISO 10328 [0083]

Claims

Polyzentrische Knieprothese (108), umfassend: ein oberes Kunststoffelement (102), das eine erste obere Achse (130a) und eine zweite obere Achse (128a) trägt; ein unteres Kunststoffelement (122), das eine erste untere Achse (130b) und eine zweite untere Achse (128b) trägt; eine erste Kunststoff-Verbindung (124a), welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die erste Kunststoff-Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die erste obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die erste untere Achse drehbar ist; und eine zweite Kunststoff-Verbindung (126), welche die zweite obere Achse mit der zweiten unteren Achse verbindet, wobei die zweite Kunststoff-Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die zweite obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die zweite untere Achse drehbar ist, und eine dritte Kunststoff-Verbindung (124b), welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die dritte Kunststoff-Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die erste obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die erste untere Achse drehbar ist, wobei das untere Kunststoffelement relativ zum oberen Kunststoffelement um ein momentanes Drehzentrum (131) drehbar ist, welches von der ersten oberen Achse, der zweiten oberen Achse, der ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse definiert wird.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin sich die zweite obere Achse seitlich innerhalb einer ersten Seite des oberen Kunststoffelements und einer zweiten Seite des oberen Kunststoffelements erstreckt, wobei die zweite Kunststoff-Verbindung auf der zweiten oberen Achse seitlich innerhalb der ersten Seite und der zweiten Seite des oberen Kunststoffelements getragen wird.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin sich die zweite untere Achse seitlich innerhalb einer ersten Seite des unteren Kunststoffelements und einer zweiten Seite des unteren Kunststoffelements erstreckt, wobei die zweite Kunststoff-Verbindung auf der zweiten unteren Achse seitlich innerhalb der ersten Seite des unteren Kunststoffelements und der zweiten Seite des unteren Kunststoffelements getragen wird.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin sich die erste obere Achse seitlich über eine erste Seite des oberen Kunststoffelements hinaus erstreckt, wobei die erste Kunststoff-Verbindung auf der ersten oberen Achse seitlich über die erste Seite des oberen Kunststoffelements hinaus getragen wird.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin sich die erste untere Achse seitlich über eine erste Seite des unteren Kunststoffelements hinaus erstreckt, wobei die erste Kunststoff-Verbindung auf der ersten unteren Achse seitlich über die erste Seite des unteren Kunststoffelements hinaus getragen wird.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste Kunststoff-Verbindung eine vordere Verbindung und die zweite Kunststoff-Verbindung eine hintere Verbindung umfassen.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die dritte Kunststoff-Verbindung eine vordere Verbindung umfasst.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin sich die erste obere Achse seitlich über eine erste Seite des oberen Kunststoffelements und seitlich über eine zweite Seite des oberen Kunststoffelements hinaus erstreckt, wobei die erste Kunststoff-Verbindung auf der ersten oberen Achse seitlich über die erste Seite des oberen Kunststoffelements hinaus und die dritte Kunststoff-Verbindung auf der ersten oberen Achse seitlich über die zweite Seite des oberen Kunststoffelements hinaus getragen werden.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin sich die erste untere Achse seitlich über eine erste Seite des unteren Kunststoffelements und seitlich über eine zweite Seite des unteren Kunststoffelements hinaus erstreckt, wobei die erste Kunststoff-Verbindung auf der ersten unteren Achse seitlich über die erste Seite des unteren Kunststoffelements hinaus und die dritte Kunststoff-Verbindung auf der ersten unteren Achse seitlich über die zweite Seite des unteren Kunststoffelements hinaus getragen werden.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste obere Achse und die erste untere Achse eine erste Ebene definieren, die zweite obere Achse und die zweite untere Achse eine zweite Ebene definieren und eine Schnittlinie zwischen der ersten Ebene und der zweiten Ebene das momentane Drehzentrum definiert.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die polyzentrische Knieprothese eine externe Belastung des oberen Kunststoffelements aufnehmen kann, wenn sich die polyzentrische Knieprothese in einer gestreckten Stellung befindet.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 11, worin das obere Kunststoffelement die externe Last durch Kontakt zwischen einer Stange, die im oberen Kunststoffelement getragen wird, und einer Schraube im unteren Kunststoffelement auf das untere Kunststoffelement übertragen kann.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 11, worin eine Kunststoffkonstruktion des oberen Kunststoffelements die externe Belastung auf die erste obere Achse und die zweite obere Achse übertragen kann.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 13, worin die erste obere Achse und die zweite obere Achse die externe Belastung vom oberen Kunststoffelement auf die erste Kunststoff-Verbindung und die zweite Kunststoff-Verbindung übertragen können.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 14, worin eine Kunststoffkonstruktion der ersten Kunststoff-Verbindung und eine Kunststoffkonstruktion der zweiten Kunststoff-Verbindung die externe Belastung von der ersten oberen Achse und der zweiten oberen Achse auf die erste untere Achse und die zweite untere Achse übertragen können.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 15, worin die erste untere Achse und die zweite untere Achse die externe Belastung von der ersten Kunststoff-Verbindung und der zweiten Kunststoff-Verbindung auf das untere Kunststoffelement übertragen können.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 13, worin die erste obere Achse und die zweite obere Achse die externe Belastung vom oberen Kunststoffelement auf die erste Kunststoff-Verbindung, die zweite Kunststoff-Verbindung und eine dritte Kunststoff-Verbindung, welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, übertragen können.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 17, worin eine Kunststoffkonstruktion der ersten Kunststoff-Verbindung, eine Kunststoffkonstruktion der zweiten Kunststoff-Verbindung und eine Kunststoffkonstruktion der dritten Kunststoff-Verbindung die externe Belastung von der ersten oberen Achse und der zweiten oberen Achse auf die erste untere Achse und die zweite untere Achse übertragen können.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 18, worin die erste untere Achse und die zweite untere Achse die externe Belastung von der ersten Kunststoff-Verbindung, der zweiten Kunststoff-Verbindung und der dritten Kunststoff-Verbindung auf das untere Kunststoffelement übertragen können.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 16 oder Anspruch 19, worin eine Kunststoffkonstruktion des unteren Kunststoffelements die externe Belastung von der ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse auf einen Pfeiler, der mit dem unteren Kunststoffelement verbunden ist, übertragen können.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Streckhilfsmechanismus aufweist, der die Knieprothese in eine gestreckte Stellung vorspannt.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 21, worin der Streckhilfsmechanismus ein Gummiband umfasst, das die Knieprothese in eine gestreckte Stellung vorspannt.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 21, worin der Streckhilfsmechanismus eine Spiralfeder mit einem ersten, am oberen Kunststoffelement befestigten Ende und einem zweiten, an der ersten Kunststoff-Verbindung befestigten Ende aufweist, wobei die Spiralfeder die Knieprothese in eine gestreckte Stellung vorspannt.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Arretiermechanismus aufweist, der eine Drehung des unteren Kunststoffelements relativ zum oberen Kunststoffelement verhindert.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 24, worin der Arretiermechanismus einen Arretierstift aufweist, der in einer ersten Bohrung in der ersten Kunststoff-Verbindung und einer zweiten Bohrung im oberen Kunststoffelement sitzt.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 25, worin eine Bewegung des Arretierstifts aus der zweiten Kunststoffbohrung eine Drehung des unteren Kunststoffelements relativ zum oberen Kunststoffelement gestattet.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das obere Kunststoffelement mit einem Steckadapter verbunden werden kann.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das untere Kunststoffelement mit einem Pfeiler verbunden werden kann.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin eine Pfeilerbohrung im unteren Kunststoffelement ein oberes Ende eines Pfeilers aufnehmen kann.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 29, worin eine Vielzahl von Befestigungsbohrungen im unteren Kunststoffelement im Wesentlichen senkrecht zur Pfeilerbohrung liegen und sich von einer Außenseite des unteren Kunststoffelements in die Pfeilerbohrung erstrecken.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 30, worin eine Vielzahl von Befestigungselementen in der Vielzahl von Befestigungsbohrungen sitzen, um das obere Ende des Pfeilers in der Pfeilerbohrung zu fixieren.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 31, worin die Vielzahl von Befestigungselementen das obere Ende des Pfeilers durch Aufbringen von Druck auf das obere Ende des Pfeilers in der Pfeilerbohrung fixieren können.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 31 oder Anspruch 32, worin die Vielzahl von Befestigungselementen Schrauben umfassen.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der Ansprüche 30 bis 33, worin die Vielzahl von Befestigungsbohrungen gleichmäßig um einen Umfang der Pfeilerbohrung verteilt sind.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der Ansprüche 30 bis 34, worin zwei der Befestigungsbohrungen parallel zur ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse liegen und zwei der Befestigungsbohrungen senkrecht zur ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse verlaufen.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die erste obere Achse einen ersten Metallbolzen umfasst und die erste untere Achse einen zweiten Metallbolzen umfasst.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 36, die ferner eine erste Mutter am ersten Metallbolzen und eine zweite Mutter am zweiten Metallbolzen umfasst.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 37, die ferner eine erste Vielzahl von Unterlegscheiben, die vom ersten Bolzen getragen werden, und eine zweite Vielzahl von Unterlegscheiben, die vom zweiten Bolzen getragen werden, umfasst.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die zweite obere Achse einen Metallstift umfasst und die zweite untere Achse einen Metallstift umfasst.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 39, die ferner eine erste Vielzahl von Unterlegscheiben, die vom ersten Stift getragen werden, und eine zweite Vielzahl von Unterlegscheiben, die vom zweiten Stift getragen werden, umfasst.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die polyzentrische Knieprothese eine gestreckte Stellung und eine gebogene Stellung aufweist, wobei das momentane Drehzentrum in der gestreckten Stellung hinter der polyzentrischen Knieprothese angeordnet ist.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die polyzentrische Knieprothese eine gestreckte Stellung und eine gebogene Stellung aufweist, wobei das momentane Drehzentrum in der gebeugten Stellung innerhalb der polyzentrischen Knieprothese angeordnet ist.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die polyzentrische Knieprothese eine gestreckte Stellung und eine gebeugte Stellung umfasst, wobei eine Drehung des unteren Kunststoffelements relativ zum oberen Kunststoffelement aus der gestreckten Stellung in die gebeugte Stellung dazu führt, dass sich das momentane Drehzentrum zumindest anfänglich in eine vordere Richtung bewegt.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin zumindest das obere Kunststoffelement, das untere Kunststoffelement, die erste Kunststoff-Verbindung oder die zweite Kunststoff-Verbindung eine lasttragende Kunstoffkonstruktion aus einem Homopolymer-Polyacetal-Kunststoff aufweist.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin zumindest das obere Kunststoffelement, das untere Kunststoffelement, die erste Kunststoff-Verbindung oder die zweite Kunststoff-Verbindung eine lasttragende Kunstoffkonstruktion aus einem Copolymer-Polyacetal-Kunststoff aufweist.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die polyzentrische Knieprothese die Prüfnormen für Knieprothesen der Internationalen Standardisierungsorganisation (ISO) erfüllt oder übertrifft.
Polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die polyzentrische Knieprothese eine externe statische Belastung von 4480 Newton tragen kann.
Unterschenkelprothese, welche die polyzentrische Knieprothese nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Unterschenkelprothese nach Anspruch 48, die eine Pfanne umfasst, die mit dem oberen Kunststoffelement verbunden ist.
Unterschenkelprothese nach Anspruch 48, worin die Pfanne über einen Steckadapter mit dem oberen Kunststoffelement verbunden ist.
Unterschenkelprothese nach Anspruch 48 oder Anspruch 50, die ferner eine Vielzahl von Kunststoffkeilen zwischen der Pfanne und dem oberen Kunststoffelement umfasst, wobei die Orientierungen der Vielzahl von Kunststoffkeilen eine Ausrichtung des oberen Elements und der Pfanne definieren.
Unterschenkelprothese nach einem der Ansprüche 48 bis 51, worin die Pfanne zumindest eine Aluminiumpfanne, eine Glasfaserpfanne oder eine geformte Kunststoffpfanne umfasst.
Unterschenkelprothese nach einem der Ansprüche 48 bis 50, die ferner einen Pfeiler umfasst, der mit dem unteren Kunststoffelement verbunden ist.
Unterschenkelprothese nach Anspruch 53, worin der Pfeiler über einen Adapter mit dem unteren Kunststoffelement verbunden ist.
Unterschenkelprothese nach Anspruch 53 oder Anspruch 54, die ferner eine mit dem Pfeiler verbundene Fußprothese umfasst.
Gerät (900) zur Herstellung einer polyzentrischen Knieprothese (108), umfassend: ein Gehäuse (902), welches einen ersten inneren Hohlraum (904) zur Aufnahme eines ersten Blocks einer polyzentrischen Knieprothese definiert; eine erste Vielzahl von Druckelementen (908), die sich in den ersten inneren Hohlraum erstrecken und den ersten Block bis zu einer Bezugsstelle im ersten inneren Hohlraum drücken kann; und eine erste Vielzahl von Bohrstellenlöchern (922), die sich von einer Außenseite des Gehäuses bis in den ersten inneren Hohlraum erstrecken, wobei die erste Vielzahl von Bohrstellenlöchern eine Bohrspitze in den ersten inneren Hohlraum führen kann, um eine erste Vielzahl von Bohrungen durch den ersten Block zu bohren, wobei die erste Vielzahl von Bohrungen eine erste Bohrung umfasst, die eine erste Drehachse der polyzentrischen Knieprothese tragen kann, und eine zweite Bohrung, die eine zweite Drehachse der polyzentrischen Knieprothese tragen kann.
Gerät nach Anspruch 56, wobei das Gehäuse ferner einen zweiten inneren Hohlraum zur Aufnahme eines zweiten Blocks der polyzentrischen Knieprothese definiert, wobei das Gerät ferner Folgendes umfasst: eine zweite Vielzahl von Druckelementen, die sich in den zweiten inneren Hohlraum erstrecken und den zweiten Block zu einer Bezugsstelle im zweiten inneren Hohlraum drücken können, und eine zweite Vielzahl von Bohrstellenlöchern, die sich von der Außenseite des Gehäuses bis zum zweiten inneren Hohlraum erstrecken, wobei die zweite Vielzahl von Bohrstellenlöchern eine Bohrspitze in den zweiten inneren Hohlraum führen kann, um eine zweite Vielzahl von Bohrungen durch den zweiten Block zu bohren.
Gerät nach Anspruch 57, wobei die zweite Vielzahl von Bohrungen eine dritte Bohrung zum Tragen einer dritten Drehachse der polyzentrischen Knieprothese und eine vierte Bohrung zum Tragen einer vierten Drehachse der polyzentrischen Knieprothese umfasst, wobei ein momentanes Drehzentrum der Knieprothese von der ersten Drehachse, der zweiten Drehachse, der dritten Drehachse und der vierten Drehachse definiert wird.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 58, worin die Vielzahl von Druckelementen eine Vielzahl von Druckbolzen umfasst.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 59, worin die Bezugsstelle im inneren Hohlraum eine Ecke des inneren Hohlraums umfasst.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 60, worin die polyzentrische Knieprothese ein oberes Element umfasst, das aus dem ersten Block geformt ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 61, worin die polyzentrische Knieprothese ein unteres Element umfasst, das aus dem zweiten Block geformt ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 60, worin die polyzentrische Knieprothese Folgendes umfasst: ein aus dem ersten Block geformtes vorderes Verbindungselement und ein aus dem zweiten Block geformtes hinteres Verbindungselement.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 63, das ferner eine Vielzahl von Buchsen an der ersten Vielzahl von Bohrstellen und der zweiten Vielzahl von Bohrstellen umfasst, worin die Buchsen ein Material umfassen, das härter ist als die Bohrspitze.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 64, das ferner Folgendes umfasst: eine dritte Vielzahl von Bohrstellenlöchern, die sich von der Außenseite des Gehäuses bis in den ersten inneren Hohlraum erstrecken, und eine vierte Vielzahl von Bohrstellenlöchern, die sich von der Außenseite des Gehäuses bis in den zweiten inneren Hohlraum erstrecken.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 65, worin die erste Vielzahl von Bohrstellen die Bohrspitze zur Bildung der ersten Vielzahl von Bohrlöchern innerhalb eines vorgegebenen Abstands voneinander führen kann.
Gerät nach Anspruch 66, worin die zweite Vielzahl von Bohrstellen die Bohrspitze zur Bildung der zweiten Vielzahl von Bohrlöchern innerhalb eines vorgegebenen Abstands voneinander führen kann.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 67, worin die erste Vielzahl von Bohrstellen die Bohrspitze zur Bildung der ersten Vielzahl von Bohrlöchern innerhalb einer vorgegebenen Lauftoleranz führen kann.
Gerät nach Anspruch 68, worin die zweite Vielzahl von Bohrstellen die Bohrspitze zur Bildung der zweiten Vielzahl von Bohrlöchern innerhalb der vorgegebenen Lauftoleranz führen kann.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 69, worin das Gehäuse eine Abdeckungskomponente und eine Schlitzkomponente umfasst, wobei die Abdeckungskomponente über eine Vielzahl von Bolzen an der Schlitzkomponente befestigt ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 56 bis 69, worin die polyzentrische Knieprothese die polyzentrische Knieprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 48 umfasst.
Polyzentrische Knieprothese (108), umfassend: ein oberes Element (120) aus einem nicht-metallischen Material, das eine erste obere Achse (130a) und eine zweite obere Achse (128a) trägt; ein unteres Element (122) aus einem nicht-metallischen Material, das eine erste untere Achse (130b) und eine zweite untere Achse (128b) trägt; eine erste Verbindung (126) aus einem nicht-metallischen Material, welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die erste Verbindung relativ zum oberen Element um die erste obere Achse und relativ zum unteren Element um die erste untere Achse drehbar ist; eine zweite Verbindung (126) aus einem nicht-metallischen Material, welche die zweite obere Achse mit der zweiten unteren Achse verbindet, wobei die zweite Verbindung relativ zum oberen Element um die zweite obere Achse und relativ zum unteren Element um die zweite untere Achse drehbar ist; und eine dritte Verbindung (124b) aus einem nicht-metallischen Material, welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die dritte Verbindung relativ zum oberen Element um die erste obere Achse sowie um die erste untere Achse drehbar ist; wobei das untere Element relativ zum oberen Element um ein momentanes Drehzentrum (131) drehbar ist, welches von der ersten oberen Achse, der zweiten oberen Achse, der ersten unteren Achse und der zweiten unteren Achse definiert wird.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 72, worin das nicht-metallische Material ein Holzmaterial umfasst.
Polyzentrische Knieprothese nach Anspruch 72, worin das nicht-metallische Material ein Kunststoffmaterial umfasst.
Polyzentrische Knieprothese (108), umfassend: ein oberes Kunststoffelement (120), das eine erste obere Achse (130a) und eine zweite obere Achse (128a) trägt; ein unteres Kunststoffelement (122), das eine erste untere Achse (130b) und eine zweite untere Achse (128b) trägt; eine erste Kunststoffverbindung (124a), welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die erste Kunststoffverbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die erste obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die erste untere Achse drehbar ist; eine zweite Kunststoffverbindung (126), welche die zweite obere Achse mit der zweiten unteren Achse verbindet, wobei die zweite Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die zweite obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die zweite untere Achse drehbar ist; und einen Verriegelungsmechanismus, der betätigbar ist, eine Drehung des unteren Kunststoffelements relativ zum oberen Kunststoffelement verhindert werden kann; wobei das untere Kunststoffelement relativ zum oberen Kunststoffelement um ein momentanes Drehzentrum (131) drehbar ist, welches durch die erste obere Achse, die zweite obere Achse, die erste untere Achse und die zweite untere Achse definiert wird.
Polyzentrische Knieprothese (108), umfassend: ein oberes Kunststoffelement (120), das eine erste obere Achse (130a) und eine zweite obere Achse (128a) trägt; ein unteres Kunststoffelement (122), das eine erste untere Achse (130b) und eine zweite untere Achse (128b) trägt; eine erste Kunststoffverbindung (124a), welche die erste obere Achse mit der ersten unteren Achse verbindet, wobei die erste Kunststoffverbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die erste obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die erste untere Achse drehbar ist; eine zweite Kunststoffverbindung (126), welche die zweite obere Achse mit der zweiten unteren Achse verbindet, wobei die zweite Verbindung relativ zum oberen Kunststoffelement um die zweite obere Achse und relativ zum unteren Kunststoffelement um die zweite untere Achse drehbar ist; und einen Streckhilfsmechanismus, der die Knieprothese in eine gestreckte Stellung vorspannt. wobei das untere Kunststoffelement relativ zum oberen Kunststoffelement um ein momentanes Drehzentrum (131) drehbar ist, welches durch die erste obere Achse, die zweite obere Achse, die erste untere Achse und die zweite untere Achse definiert wird.