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Gleit-Reibe-Totalendoprothese für Kniegelenke Die Erfindung betrifft
eine Gleit-Reibe-Totalendoprothese für Kniegelenke, bestehend aus je einem im Oberschenkel
und im Unterschenkel verankerten Prothesenoberteil und -unterteil.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gleit-Reibe-Totalendoprothese für
Kniegelenke nach dem "low friction"-Prinzip scharnierlos, doppeltgeführt mit angenähert
physiologisch wandernder Drehachse und physiologische Rotationsmöglichkeit zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Gleit-Reibe-Totalendoprothese
für Kniegelenke vorgeschlagen, die gemäß der Erfindung in der Weise ausgebildet
ist, daß der Prothesenoberteil einen klauenförmig bzw. U-förmig ausgebildeten Abschnitt
mit zwei Schenkeln und mit einem stielartig verlängerten Befestigungsabschnitt und
eine physiologische Valgus-Stellung aufweist, mit einem dreiteilig ausgebildeten,
auswechselbaren Polyäthylen-Lager versehen ist, dessen Vorderteil von den beiden
in den Schenkeln des klauenförmigen Abschnittes gehaltenen Seitenteilen angepreßt
und festgehalten ist, die auf eine im Querschnitt knopf förmig gestaltete Leiste
des Prothesenunterteils aufgepreßt sind, dergestal#t, daß eine kreisbogenförmig
zum rückwärtigen Prothesenoberteil hin ansteigend geführte Führungsfläche mit einer
vorderen Begrenzungs-und Anschlagsfläche in jedem Polyäthylen-Lagerseitenteil ausgebildet
ist, die ferner an jedem Schenkel je eine schlittenkufenförmig gestaltete nach oben
hin profilierte Auflagefläche mit je einem zum rückwärtigen Teil des Prothesenoberteils
hin abnehmend ausgebildeten Drehradius entsprecherdder physiologischen Form der
Oberschenkelrollen aufweist, die mit einer rückwärtigen Auflagefläche zur Auflage
des Gehäuses der Polyäthylen-Führungslager unter der hinteren Corticalis des Oberschenkels
horizontal verlängert ausgebildet ist, und daß der Piothesenunterteil eine scheibenförmige
nach unten profilierte Auflageplatte
mit einem stielartig einseitig
verlängerten Befestigungsabschnitt aufweist und mit einer auf der Oberseite der
Auflageplatte angeformten, dem stielartigen Befestigungsabschnitt gegenüberliegenden
Führungslamelle versehen ist, die zu ihrem freien Ende hin sich konisch verjüngend
ausgebildet ist und endseitig eine walzen- bzw.
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knopf förmige Verbreiterung aufweist, die mit ihren seitlichen verstärkten
Abschnitten in den in den beiden klauenförmigen Abschnitten des Prothesenoberteils
ausgebildeten Führungen geführt ist, und die im Querschnitt und in der Aufsicht
für eine leichte physiologische Drehbeweglichkeit des Prothesenunterteils gegen
das Prothesenoberteil abgerundet ausgebildet ist, wobei die Auflageplatte mit zwei
auswechselbaren Polyäthylenlagern mit einer Formgebung für eine seitliche Führung
und zur Bremsung sowie Sicherung gegen Überstreckung versehen sind, die rückseitig
mittels einer Begrenzungsleiste gehalten und vorderseitig mittels Schrauben gesichert
sind, deren Schraubenköpfe außerhalb der Belastungsfläche und der Abnutzungsmöglichkeit
der Polyäthylenlager angeordnet sind.
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Die stielartig verlängerten Befestigungsabschnitte der beiden Prothesenteile,
das in der-Frontansicht klauenförmig gestaltete Gehäuse mit der Halterung für die
Lager der Führungslamelle sowie die beiden schlittenkufenförmigen
Auflageflächen
des Oberteils und die Auflageplatte sowie die Führungsleiste des Prothesenunterteils
bestehen aus metallischen Werkstoffen.
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Mittels der erfindungsgemäß ausgebildeten Gleit-Reibe-Totalendoprothese
für Kniegelenke ist eine Endoprothese geschaffen, die sich durch folgende Merkmale
gegenüber den bisher gebräuchlichen Endoprothesen-Typen auszeichnet:-1.) Aufgrund
der Ausbildung der Endoprothese mit einer physiologisch wandernden Achse und der
Möglichkeit für eine geringe Rotation ist eine Prothesenbeweglichkeit geschaffen,
die der natürlichen Beweglichkeit des Kniegelenkes entspricht. Diese physiologische
Beweglichkeit wird insbesondere durch die Formgebung der schlittenkufenförmig gestalteten
Auflagefläche des Prothesenoberteils wie auch durch die Lagerung der Halterung des
Prothesenunterteils im Prothesenoberteil vorgegeben und gesichert. Da dem physiologischen
Bewegungsablauf so gut wie kein Widerstand entgegengesetzt wird, ist mit einem geringem
Abrieb der Polyäthylen-Gegenlager auch über einen längeren Zeitraum hinaus zu rechnen.
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2.) Es ist eine sehr sichere doppelte Führung der Bewegung durch entsprechende
Ausbildung der Halterung
des Prothesenunterteils im Prothesenoberteil
geschaffen, so daß trotz Verzichtes auf das Scharnierprinzip eine optimale Stabilität
des Kunstgelenkes auch bei Fehlen des gesamten Bandapparates gesichert ist. Die
Form der Halterung wie auch die Form der schlittenkufenförmig gestalteten Auflagefläche
und der Oberseite der Auflageplatte sichern außerdem, daß das Kniegelenk ohne Metall-Metallberührung
gegen Uberstreckung gesichert ist.
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3.) Von besonderem Vorteil ist die mühelose Auswechselbarkeit aller
Polyäthylen-Lager bei einem etwaigen Verschleiß ohne die Notwendigkeit, die im Knochen
fixierten metallischen Endoprothesenteile zu tangieren.
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4.) Die Endoprothese ist leicht zusammenzusetzen ohne Läsion der dicken
seitlichen Lamellen der Condylen und ohne die Notwendigkeit einer Achsenverschraubung.
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5.) Es ist eine minimale Knochenresektion intracondylär und eine sehr
knappe Knochenresektion an den Oberschenkelrollen und am Schienbeinkopf möglich,
wobei die Resektionsflächen in etwa denjenigen entsprechen, die auch für eine Arthrodese
notwendig wären. Dadurch kann im Falle einer etwa notwendig werdenden
Endoprothesenentfernung
ohne zusätzlichen Längenverlust des Beines eine stabile Versteifung ermöglicht werden.
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6.) Bei der Endoprothese sind breite Auflageflächen des Ober- und
Unterprothesenteils trotz geringer Resektion geschaffen. Auf diese Weise kann ein
Einsinken der Endoprothese in die Oberschenkelrollen oder den Schienbeinkopf vermieden
werden.
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7.) Durch entsprechende, sich verjüngende und profilierte Formgebung
der in ihrer Richtung den physiologischen Verhältnissen angepaßten fixierenden Haftstiele
des Ober- und Unterprothesenteils ist gleichzeitig eine Sicherung gegen Lockerung
durch die ohnehin yering zu veranschlagenden Rotationskräfte gegeben. Trotz der
sich durch nach peripher hin verjüngenden Form ist eine gute Auswechselbarkeit der
Endoprothesenteile gegeben. Diese wird erleichtert durch Schlitzung des Polyäthylen-Aufsatzes
augen Stielenden, welcher gegen die Bruchgefahr angebracht wird.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt,
und zwar zeigt:-Fig. 1 den Oberteil der Endoprothese in einer Seitenansicht,
Fig.
2 den Oberteil der Endoprothese in einer Vorderansicht, Fig. 3 den Unterteil der
Endoprothese in einer Seitenansicht, Fig. 4 den Unterteil der Eiidoprothese in einer
Vorderansicht und Fig. 5 die aus Ober- und Unterteil bestehende Gleit-Reibe-Totalendoprothese
in einer Seitenansicht.
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Wie Fig. 5 zeigt, besteht die Gleit-Reibe-Totalendoprothese aus zwei
Teilen, nämlich einem Prothesenoberteil lo und einem Prothesenunterteil 30. Beide
Prothesenteile sind ohne Verwendung eines Scharniergelenkes miteinander verbunden.
Die Verbindung ist dergestalt, daß die Endoprothese nach dem "low friction"-Prinzip
scharnierlos, doppeltgeführt und mit angenähert physiologisch wandernder Drehachse
sowie physiologischer Rotationsmöglichkeit versehen ist. Die Materialzusammensetzung
der Endoprothese entspricht dem im Endoprothesenbau für Gelenke gebräuchlichsten
Prinzip der Gegen lagerung eines gewebsverträglichen Metalls gegen ein geeignetes
Kunststoff-Lager, wobei vorwiegend hochmolekulares Niederdruckpolyäthylen verwendet
wird.
Wesentlich ist hierbei, daß jegliche Berührung zwischen Metallen vermieden wird.
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Der Endoprothesenoberteil lo weist einen klauenförmig bzw. U-förm.l
gestalteten Abschnitt 11 mit den seitlichen Schenkeln 12,13 auf. An dem klauenförmigen
Abschnitt 11 ist ein stielartiger Befestigungsabschnitt 14 angeformt, der sowie
der klauenfdrmige Abschnitt 11 aus metallischen Werkstoffen besteht. Der stielartige
Befestigungsabschnitt 14 weist eine physiologische Valgus-Stellung auf. An seinem
unteren Ende ist der Prothesenoberteil lo mit zwei schlittenkufenförmigen Auflageflächen
15,150 versehen, die je einen nach hinten (dorsal) hin abnehmenden Drehradius entsprechend
der physiologischen Form der Oberschenkelrollen aufweisen (Fig. 1). Die kreisbogenförmige
Führungsfläche der Auflagefläche 15 ist bei 15a angedeutet. Der Mittelpunkt des
die kreisbogenförmige Führungsfläche 15a festlegenden Radius ist für den vorderen
Abschnitt bei Ml, für den rückwärtigen Abschnitt bei M angegeben. Vorderseitig ist
die schlittenförmige Auflagefläche 15 mit einem gegenüber dem Gehäuse verlängert
ausgebildeten Abschnitt 15b versehen. Die Breite der Auflagefläche 15 der an jedem
Schenkel 12,13 des klauenförmigen Abschnittes 11 angeformten schlittenförmigen Auflageflächen
15 und 150 (Fig. 2), auf der resezierten Knochenfläche der Oberschenkelrollen ist
so groß bemessen, daß ein Einsinken der Endoprothese
in die Oberschenkelrollen
ausgeschlossen ist. Im rückwärtigen Teil des Prothesenoberteils lo liegt das Gehäuse
11 bzw. 12,13,15,150 der Polyäthylen-Führungslager der hinteren Corticalis des Oberschenkels
auf, so daß ein zusätzlicher Halt gegen das Einsinken gegeben ist.
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Im Oberteil lo der Endoprothese ist ein dreiteilig ausgebildetes Polyäthylen-Lager
angeordnet. Der mit 20 bezeichnete Vorderteil des Polyäthylen-Lagers wird von den
beiden Seitenteilen 21,22 an der Vorderwand des Gehäuseabschnittes 12 angepreßt
und festgehalten.
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Diese beiden Seitenteile 21,22 sind wiederum auf eine im Querschnitt
knopf förmig gestaltete im Gehäuse auf die schlittenkufenförmigen Abschnitte 15
und 150 innen aufgeformte Leiste 15c, 15c' (Fig. 2) angepreßt, was aufgrund der
Flexibilität des verwendeten Materials mühelos möglich ist. Beim Gebrauch der Endoprothese
werden die Polyäthylen-Lager 21,22 durch die Führungswalze auf die Knopfleiste aufgepreßt.
Dadurch, daß die Auflage des Prothesenoberteils lo schlittenkufenähnlich gestaltet
ist, wie bei einigen partiellen Endoprothesen, und zwar insbesondere mit einem nach
hinten hin abnehmenden Drehradius entsprechend der physiologischen Form der Oberschenkelrollen,
ist ein physiologischer Bewegungsablauf gewährleistet. Die drei Lagerteile 20,21,22
bestehen aus hochmolekularen Niederdruckpolyäthylen.
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Die beiden Seitenteile 21,22 des Polyäthylen-Lagers sind an den Schenkeln
12,13 des Prothesenoberteils lo angelagert. Die Gesamtausgestaltung der Polyäthylen-Lager
ist dabei dergestalt; daß je zwei seitlich kreisbogenförmig nach hinten ansteigend
geführte Führungsflächen 2r erhalten werden (rig. 1) Diese Führung flächen 25 sind
halbkreisbogenförmig bzw. halbelliptisch verlaufend ausgebildet. Der Vorderteil
eo mit seiner vorderen Begrenzungsfläche 26 bildet die vordere Begrenzungswand und
ist mit einem eingesogenen Abschnitt 26a versehen, in dem das kopfartig ausgebildete
obere Ende der Führungslamelle bzw -säule auf dem Prothesenunterteil 30 wie in Fig.
5 gezeigt zur Anlage kommt.
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Der Prothesenunterteil 30 weist eine scheibenförmige Auflageplatte
31 auf, an der einseitig ein stielartiger Befestigungsabschnitt 34 angeformt ist,
während auf der anderen Seite der Auflageplatte 31 und dem stielartigen Befestigungsabschnitt
34 gegenüberliegend eine Führungslamelle mit Führungswalze bzw. -knopf 35 angeformt
ist. Der gesamte Prothesenunterteil 30, d.h. seine scheibenförmige Auflageplatte
31, der stielartige Befestigungsabschnitt 34 und die Führungslamelle 35 bestehen
aus metallischen Werkstoffen. Mittels der stielartigen Befestigungsabschnitte 14
und 34 der beiden Prothesenteile lo,3o erfolgt die Befestigung der Endoprothese
im Oberschenkel und im Schienbein.
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Die Führungslamelle 35 des Prothesenunterteils 30 ist zu seinem freien
Ende hin konisch sich verjüngend ausgebildet und geht in seinem Endbereich in eine
walzen-oder knopfartige Verbreiterung 36 auf, die zur Sicherung der seitlichen Führung
und darüber hinaus zum Anpressen der Polyäthylen-Lager 21,22 des Prothesenoberteils
lo dienen. Die Auflageplatte 31 ist so breit bemessen, daß aach hier' ein Einsinken
in die Knochenbälkchenstruktur (Spongiosa) des Schienbeinkopfes verhindert wird.
Dartiber hinaus sind die Führungslamelle 35 und die Führungswalze 36 in ihren Querschnitten
und in ihren Aufsichten soweit abgerundet, daß eine leichte physiologische Drehbeweglichkeit
des Prothesenunterteils 30 gegenüber dem Prothesenoberteil lo möglich ist. Diese
Drehbeweglichkeit kann durch Veränderungen der Form der Lager des Prothesenoberteils
lo entsprechend gesteuert werden (Fig. 3 und 4).
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Die Auflageplatte 31 des Prothesenunterteils 30 trägt zwei Polyäthylen-Lager
40,41, die in gleicher Weise auswechselbar ausgebildet sind, wie die drei Polyäthylen-Lagerteile
20,21,22 des Prothesenoberteils lo. Um eine gewisse größtmögliche Abriebsicherheit
dieser beiden Polyäthylen-Lager 40,41 zu erreichen, sind beide Lager entsprechend
stark ausgeführt. Die beiden Polyäthylen-Lager 40,41 weisen ferner eine Formgebung
auf, die eine
seitliche Führung ermöglicht und außerdem eine Bremsung
sowie Sicherung gegen Überstreckung. Wie Fig. 3 zeigt, weisen die beiden Polyäthylen-Lager
40,41 eine parallel zur Einschubrichtung X der beiden Polyäthylen-Lager 40,41 auf
die Auflageplatte 31 verlaufende kreisbogenförmige Wölbung 42 auf. Darüber hinaus
weisen die beiden Polyäthylen-Lager 40,41 eine zur Einschubrichtung X quer verlaufende
kreisbogenförmige Wölbung 43 bzw. 44 auf (Fig. 4).
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Die Befestigung der beiden Polyäthylen-Lager 40,41 auf der Auflageplatte
31 des Prothesenunterteils 30 erfolgt einerseits mittels seitlicher Begrenzungsleisten
31b,31c übergehend in eine rückwärtige Begrenzungsleiste 31a, und andererseits durch
Schrauben, die von oben vorne nach rückwärts unten geführt sind. In Fig. 3 ist die
sichtbar dargestellte Schraube für das eine Polyäthylen-Lager 40 bei So angedeutet.
Der Schraubenkopf So sitzt außerhalb der Belastungsfläche und Abnutzungsmöglichkeit
der Polyäthylen-Lager.
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Ober- und Unterteil 10,30 der Endoprothese werden mit einem Polyäthylen-Aufsatz
14a, 34a versehen, der völlig schlüssig dem in diesem Bereich drehrunden Endoprothesenstiel
14,34 aufsitzt und zum leichteren Ausschlagen der Endoprothese bei etwaiger Notwendigkeit
eines Wechsels oder einer Entfernung geschlitzt ist. Im weiteren Verlauf sind die
stielartigen Befestigungsabschnitte 14 und
34 des Oberteils lo
und des Unterteils 30 der Endoprothese so profiliert, daß eine gewisse zusätzliche
Sicherung gegen Lockerung durch Drehbewegungen gegeben ist.
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Diese Sicherung wird darüber hinaus noch durch eine entsprechende
Form des Überganges von den jeweiligen Auflageflächen zu den Endoprothesenstielen
verstärkt.
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Das Einbringen der Endoprothese ist ohne Anbringung von seitlichen
Bohrlöchern in den Femurcondylen, wie sie für das Einbringen einer Scharnierachse
erforderlich sind, möglich. Die beiden Prothesenteile 10,30 können zunächst getrennt
ohne die Polyäthylen-Lager 40,41 des Prothesenunterteils 30 eingesetzt werden, die
Querwalze 36 der Führungslamelle 35 wird in stärkerer Beugung von oben hinten her
in ihr Gleitlager im Prothesenoberteil lo eingeführt, so daß die seitlich auskragenden
und abgerundeten Abscilnitte 36a,36b (Fig. 4) der Führungswalze 36 bzw. der Führungslamelle
35 in den seitlichen VOn den Lagerteilen 21,22 in den Schenkeln 12,13 des klauenförmigen
Abschnittes 11 des Prothesenoberteils lo ausgebildeten Führungen zu liegen kommen,
mit der Folge, daß diese Führungswalze 35 des Prothesenunterteils 30 bei einer Abwinkelung
des Schienbeins auf der Führungsfläche 25 gleitet, und zwar in Pfeilrichtung Y,
bis der Punkt K erreicht wird (Fig. 5).
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Erst bei Erreichen des Punktes K erfolgt eine scharnierartig ähnliche
Bewegung des Prothesenunterteils 30 gegenüber
dem Prothesenoberteil
lo. Bis zum Erreichen dieses Punktes K erfolgt ein Wandern der Drehachse in Richtung
bis zu dem Punkt K. Auf diese Weise wird eine Bewegung der Endoprothese erreicht,
die den Bewegungen eines natürlichen Iclliegelenkes entspricht. Darüber hinaus ist
aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung der Endoprothese eine gewisse Rotationsniöglichkeit
des Schienbeines zuw Oberschenlcel möglich Sind die beiden Prothesenteile 10,30
zunächst getrennt eingesetzt worden und ist die Querwalze 36 der Führungslamelle
35 in das Gleitlager im Prothesenoberteil lo eingeführt, werden die Polyäthylen-Lager
40,41 des Prothesenunterteils 30, die die auptauflage darstellen, unter die schlittenkufenförmigen
Auflageflächen des Prothesenoberteils lo in die Halterung der Auflageplatte 31 des
Prothesenunterteils eingeschoben und mit den beiden Schrauben So fixiert. Danach
sitzen die beiden Prothesenteile 10,30 luxationssicher fest.
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Der größte Teil der von der Formgebung der beiden schlittenkufenförmigen
Auflageflächen 15,150 des Prothesenoberteils lo diktierten Endoprothesenbewegung
verläuft - wie auch die physiologische Bewegung - auf einer wandernden Drehachse,
und zwar nach unten hinten hin konvex gebogen und von vorne unten nach hinten oben
verlaufend Erst in der Endbeugung wandelt sich die Bewegung in etwa in eine Scharnierbewegung
um,
was aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die Breite der Auflagefläche der beiden Prothesenteile
ermöglicht bei einer entsprechenden Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit der
Endoprothese auch andere Materialien zu verwenden.
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Die jeweils erçorderliche Knochenresektion ist intracondylär quaderförmig'
gestaltet, um eine einfache Resektion zu erreichen und den inneren Führungsmechanismus
im Knochen zu versenken. Das streng intracondyläre Prinzip wird zugunsten einer
besseren Auflagefläche in geringem Maße verlassen, wobei die Resektion des Knochens
im Bereich des Ober- und Unterschenkels sehr knapp gehalten wird (Oberschenkel etwa
5 mm, Unterschenkel etwa lo mm Gesamtstärke - jeweils abzüglich der physiologischen
Knorpeldicke). Auf diese Weise läßt sich ohne Längenverlust bei sehr stabilen äußeren
Condylenlamellen bei etwaiger Notwendigkeit einer Prothesenentfernung eine stabile
Kompressionsarthrodese durchführen, wobei der Längenverlust nicht größer ist, als
bei einer normalen Versteifungsoperation. Die second line of defence" ist somit
voll gewahrt. Sie wird zur third line of defence", da ein müheloser Austausch sämtlicher
Kunststoffgegenlager der Endoprothese möglich ist. Die Auswechselbarkeit der Polyäthylen-Gegenlager
ist ohne Traumatisierung des
Knochens bei etwaiges Abrieb mühelos
durchführbar, wodurch die Möglichkeit der Verwendung auch bei Patienten mit hohem
Funktionsbedarf und hoher Lebenserwartung gegeben ist. Konstruktionsbedingt sind
ausschließlich glatte und gerade Resektionsflächen des Knochens zur Erleichterung
der Implantation der Endoprothese vorgegeben, und zur Erleichterung einer etwa notwendig
werdenden sekundären Versteifungsoperation. Die Aussichten einer derartigen sekundären
Versteifungsoperation sind durch sehr gering gehaltenes Volumen der Endoprothese
verbessert worden.
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- Patentansprüche