DE2505322B2 - Kniegelenk-Endopro these - Google Patents
Kniegelenk-Endopro theseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kniegelenk-Endoprothese mit einem Kugelgelenk, das zwischen einem Oberschenkelteil
und einem Schienbeinteil angeordnet ist und bei dem eine von aus zwei Segmenten bestehenden Fassung
umfaßte Kugel, die Ober einen Verbindungsschaft mit dem Schienbeinteil verbunden ist, in einer inneren für
den Verbindungsschaft am Boden einen Schlitz aufweisenden Höhhing des Oberschenkelteiles geführt
ist, und das Oberschenkelteil zwei parallel in Abstand
angeordnete sphäroidisch gekrümmte Gelenkkopf-Läufer aufweist, deren Krümmungsradius im hinteren
Abschnitt kleiner ist, und das Schienbeinteil sphäroidisch gekrümmte, parallel zueinander in Abstand
angeordnete Gleitschuhe aufweist, deren Gleitflächen dem vorderen Abschnitt der Gelenkkopf-Läufer entsprechen.
Eine derartige Kniegelenk-Endoprothese ist aus dem Bericht »The Spherocentric Knee« Clinical Orthopaedic
and Related Research, Nr. 94, Juli/August 1973 bekannt, die indessen so konstruiert ist, daß die Fassung der
Kugel des Kugelgelenkes nicht ohne weiteres ausgewechselt und im Oberschenkelteil leicht verriegelt
werden kann.
In der US-PS 37 28 742 ist eine Knie- bzw.
EIIbogen-Gelenk-Endoprothese mit sphärisch konvexer Gelenkkopffläche und konkaver Auflagefläche des
Oberschenkel- bzw. des Schienbeinteiles erläutert Die sphärischen Flächen gestatten ein glattes Abbiegen der
Prothese, aber nicht alle komplizierten anatomischen Bewegungsabläufe, die sich mit einem normalen Knieoder
Ellbogengelenk vollziehen lassen.
Aus der DEOS 22 20 845 ist eine Kniei rothese
Aus der DEOS 22 20 845 ist eine Kniei rothese
ίο bekannt, bei welcher die Schwenk- und Drehbewegung
des Oberschenkelteiles und des Schienbeinteiles über eine Nut und einen Zapfen steuerbar sind, der in der Nut
einer zwischen beiden Teilen vorgesehenen Kugel geführt ist
!5 Bei dem Gegenstand nach der US-PS 36 51 521 ist eine Kugel mit einem Verbindungsschaft über einen
bestimmten Bereich von einem sphärischen Teil umfaßt Bei dieser bekannten Prothese sind indessen scharfe
Kanten vorgesehen, die leicht zu Verletzungen führen können.
In der DE-OS 21 52 639 ist eine Kniegelenk-Endoprothese
erläutert, bei welcher eine mit einem Verbindungsschaft
versehene Kugel innerhalb eines Hohlraums in einem Gehäuse des Oberschenkelteiles
drehbar ist Wetterhin ist bei dieser bekannten Anordnung der Verbindungsschaft des Scheinbeinteiles
innerhalb eines Schlitzes in dem Gehäuse bewegbar, um das Knie abwinkein zu können. An einen Austausch von
Verschleißteilen ist indessen bei dieser bekannten
In der DE-OS 2300810 ist eine als Ersatz für das
menschliche Knie gedachte Prothesenvorrichtung beschrieben, bei welcher die Kugel des Verbindungsschaftes
für das Schienbein nur in einer bestimmten Lage eines Oberschenkelteiles aus der darin vorgesehenen
ohne eine Zwischenlagerung oder eine Fassung in dieser
erläutert, welche als Ersatz für schsmierartige Bewegungselemente
des menschlichen Körpers wie beispielsweise Knie, Cilbogen, Finger u. dgl. dienen solL Dabei
wird eine Kugel- und Hülsenverbindung verwendet, wobei die Hülse mit einem nachgiebigen Abschnitt
versehen ist, welcher die Kugel nur teilweise hält, weil
sie auch von Hand aus der Hülse abgelernt; werden kann. Demzufolge ist bei dieser bekannten Vorrichtung
kein besonderes Werkstück und auch keine Stiftscl.rauben
oder Nieten erforderlich, sondern wenn die beiden Prothesenteile »ausgeklinkt« sind, können sie von Hand
ohne weiteren chirurgischen Eingriff wieder in die richtige Lage gebracht werden.
Demgegenüber besteht die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe darin, eine
Kniegelenk-Endoprothese der eingangs umrissenen Art so auszubilden, daß die Fassung der Kugel des
Kugelgelenkes bei Bedarf leicht und schnell ausgewechselt und andererseits leicht im Oberschenkelteil
verriegelt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß die Fassung aus einem vorderen Fassungsteil und
einem hinteren, eine flache äußere Seitenfläche aufweisenden Fassungsteil besteht und daß die innere
Höhlung an einem Teil seiner Mündung eine überhängende Kante aufweist.
Zweckmäßig werden die Fassungsteile in der inneren Höhlung durch Ansätze in der verriegelten Lage
gehalten.
Vorteilhaft sind die Fassungsteile mit Schlitzen versehen, die ein Spiel für den Verbindungsschaft
erlauben, wenn das Oberschenkelteil sich gegen das Schienbeinteil zwischen der gestreckten und der
abgebogenen Lage bewegt
Dabei weist der Schlitz des hinteren Fassungsteiles vorteilhaft eine solche Höhe auf, daß ein Rand
vorhanden ist, gegen welchen der Verbindungsschaft anliegt, um die Abbiegung des Oberschenkelteils gegen
das Schienbeinteil zu begrenzen.
Die Kniegelenk-Endoprothese kann aber auch so ausgebildet sein, daß die begrenzende Wirkung des
Randes ergänzt ist durch eine auswärts vorstehende geringe Verdickung des Endes eines hinteren Abschnittes
der Gelenkkopfläufer 8.
Die Vorteile dieser erfindungsgemäßen Ausbildung einer Kniegelenk-Endoprothese lassen sich folgendermaßen
zusammenfassen.
Die Kniegelenk-Endoprothese ist eine eigenstabile Prothese, die die Behandlung von Gelenken ohne
Kapselt«, und Bänder sowie mit pathologischen Flächen
sowohl ,des Gelenkkopfes als auch der Kniescheibe erlaubt Die Konstruktion der Gelenkkopf-Läufer und
der Fassungsteile erlaubt die erwünschten Bewegungseigenschaf tea Eine Biegestreckung von —5° ... 100°
läßt sich leicht erreichen. Die Valgus-varus- und Drehfreiheit wird durch das lockere, aber sorgfältig
abgestimmte Zusammenspiel der Gelenkkopf-Läufer und der Fassungsteile sowie der Gleitschuhe erreicht.
Auch werden Stoßbelastungen bei vollem Ausstrecken und vollem Einknicken des Knies verhindert
Die Verschleißteile der Kniegelenk-Endoprothese lassen sich erforderlichenfalls leicht auswechseln. Auch
steht das hochdichte Polyäthylen nicht mit dem Kleber in Berührung. Die Reibeigenschaften der Lagerflächen
von hochdichtem Polyäthylen auf poliertem Metall minimisieren die Scherkräfte für beide Teile der
Prothese. Zusätzlich sind die funktioneilen Eigenschaften der Kniegelenk-Endoprothese denen eines natürlichen
Knies sehr ähnlich.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht einer Kniegelenk-Endoprothese,
Fig.4 eine Seitenansicht der zur Sitzstellung
abgeknickten Kniegelenk-Endoprothese,
Fig.5 eine SchnittanOcht längs der Linie V-V in so
Fig. 2,
Fig.6 eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI in
Fig. 2,
F i g. 7 eine teilweise geschnittene Rückansicht des Scheinbeinteils der Ausführungsform der Fig. 1—5,
wobei die Kugel des Verbindungsschaftes in einer Kunststoff-Fassung des Oberschenkelteils sitzt,
Fig.8 ein hinteres Fassungsteü, das eine flache,
äußere Seitenfläche aufweist
Fig. to das Scheinbeinteil der Kniegelenk-Endoprothese,
von unten gesehen,
Fig. Il und 12 Sekenansichten eines Schlüssels zum
Einsetzen und Herausnehmen der in Fig. 7—9 gezeigten
Fassung. 6r>
In F i g. 1 bis 5 ist eine Kniegelenk-Endoprothese 10 in
gestreckter und abgeknickter Lage gezeigt, wobei der Oberschenkelknochen 12 und das Scheinbein 14 mit
gestrichelten Linien angedeutet sind. Die Kniegelenk-Endoprothese 10 umfaßt ein Oberschenkelteil 16 mit
einem Scht-inbeinteil 18, die über ein Kugelgelenk 2C
miteinander verbunden sind. Das Oberschenkelteil 16 weist zwei parallel in Abstand angeordnete sphäroidisch
gekrümmte Gelenkkopf-Läufer 22 auf, die teilweise ein
hohles mittiges Gehäuse 24 umfassen.
Die Gelenkkopf-Läufer 22 weisen jeweils einen vorderen Abschnitt 26 mit verhältnismäßig großem
Krümmungsradius und einen hinteren Abschnitt 28 mit kleinerem Krümmungsradius auf. Der Krümmungsradius
des vorderen Abschnittes 26 ist beispielsweise doppelt so groß wie der Krümmungsradius des hinteren
Abschnittes 28. Ein Schaft 30 rum Einsetzen in den Oberschenkelknochen ist am Gehäuse 24 angebracht
und weist einen rechteckigen Querschnitt mit Vertiefungen 32 in jeder Seitenfläche auf, die das Verkleben und
Festhalten des Schaftes im Oberschenkelknochen erleichtern.
Das Kugelgelenk 20 in dem Gehäuse 24 umfaßt eine Kugel 34 in einer aus zwei Segmuiten bestehenden
Fassung 36 aus Kunststoff, die aas ebem vorderen Fassungsteü 36A und einem hinteren Fassungsteil 36ß
besteht Die Fassung 36 besteht aus hochmolekularem Polymerisatmaterial wie hochdichtem Polyäthylen.
Sämtliche anderen Teile der Kniegelenk-Endoprothese 10 sind aus gegenüber Gewebe inertem, nichtkorrodierendem
Metall mit stabilen und guten physikalischen Eigenschaften gefertigt mit Ausnahme der Gleitschuhe
38, die ebenfalls aus hochmolekularem Polymerisatmaterial wie hochdichtem Polyäthylen bestehen.
Die Gelenkkopf-Läufer 22 weisen auch einen
Querkrümmungsradius auf, wie dies in F i g. 3 gezeigt ist, damit ihre Oberflächen im wesentlichen sphäroidisch
werden. Der in F i g. 3 gezeigte Querkrümmungsradius 40 ist im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius des
hinteren Abschnittes 28.
Die in F i g. 5 gezeigten Gleitschuhe 38 entsprechen der Auflagefläche im natürlichen Kniegelenk und
weisen je eine konkave Gleitfläche 42 auf, die im wesentlichen der Gestalt jedes vorderen Abschnittes 26
der Gelenkkopf-Läufer entspricht Die Gleitschuhe 38 weisen im wesentlichen den gleichen Querradius wie die
Krümmung 40 nach F i g. 3 auf.
Die Kugel 34 sitzt auf dem oberer Ende eines Verbindungsschaftes 44, der seinerseits mit einem
Abschnitt 46 des Schienbeinteils 18 verbunden ist Ein gekehlter Schaft 48 erstreckt sich von dem Abschnitt 46
in das Schienbein 14. Die Gleitschuhe 38 sind in Vertiefungen 50 in der oberen Fläche des Abschnittes 46
angebracht
Nach Fig.4 ist die Kniegelenk-Endoprothese 10
abgeknickt beispielsweice zum Sitzen dargestellt In dieser Lage liegen die hinteren Abschnitte 28 der
Gelenkkopf-Läufer 22 auf den Gleitschuhen 38. Die Knickbewegung wird von nach außen gerichteten
Vorsprüngen bzw. Verdickungen der Abschlußenden 52 am hinteren Abschnitt 28 glatt aufgenommen, die
keilartig auf die hinteren Abschnitte der Gleitschuhe 38 laufen. Dieses Auflaufen bewirkt ein Beenden des
Kniekens ohne abrupten Anschlag. Die Knickbewegung der Kniegelenk-Endoprothese 10 wird weiterhin durch
Anschlagen des Verbindungsschaftes 44 an eine Kante 64 des hinteren Fassungsteils 36ßbeendet.
Die Streckbewegung der Kniegelenk-Endoprothese 10 um die Achse 56 des Kugelgelenks 20 wird durch
Einlegen der Abschnitte 26 der Gelenkkopf-Läufer 22 in die Gleitschuhe 38 begrenzt. Während der Bewetiune
der Kniegelenk-Endoprothese IO aus der in Fig. I
gezeigten über die Zwischenlage nach Fig.5 in die in
F i g. 4 gezeigte abgeknickte Lage heben die mit dem geringeren Krümmungsradius versehenen hinteren
Abschnitte 28 der OelenkW)pf-Läuier sich von den
Flächen 42 der Gleitschuhe leicht ab, was ein leichtes kontrollierbares Spiel innerhalb der Gleitschuhe 38
zuläßt, bis die Unterteile der Gelenkkopf-Läufer 22 an die äußeren Kanten 58 der Gleitschuhe 38 anschlagen.
Dies simuliert die normale Kipp- bzw. Wackelbewegung eines normalen Kniegelenks innerhalb des gesamten
Knickbereichs.
Nach F i g. 7 bis 10 sind die Fassungsteile 36/4,36ßaus
Kunststoff um die Kugel 34 herum und in einer Höhlung 60 in dem Gehäuse 24 angeordnet. Das hintere
Einsatzteil 36ß hat einen Schlitz 62, dessen Wölbung 64 niedriger als die entsprechende Wölbung 66 des
Schlitzes 68 im vorderen Fassungsteil 36/4 ist. Hierdurch
Rpwpo
F i g. I in die abgeknickte Lage nach F i g. 4 möglich, und es wird die erforderliche Freiheit für die Winkelrelativbcwegung
des Verbindungsschaftes 44 geschaffen. Der Verbindungsschaft 44 ist schmaler als die Schlitze 62
und 68, so daß innerhalb des Knickbereiches der Kniegelenk-Endoprothese 10 die Bewegung nicht
gestört wird.
in F i g. 10 ist eine Unterfläche 70 des Abschnittes 46
des Scheinbeinteils gezeigt, in welcher sich schalenartige Grübchen 72 befinden, die das Verkleben des
Scheinbeinteils 18 mit dem Scheinbein 14 unterstützen.
!n r ' 2 'I un(l 12 ist ein Schlüssel 7<· mit rinem Schaft
76 gezeigt, der in ein Maul 78 mit Stiften 80 ausläuft. Diese Stifte 80 sind in Löcher 82 in den unteren Kanten
85 und 86 des hinteren und des vorderen Fassungsteilcs 36/4,360 einsetzbar, um die Segmente zwecks F.insetzen
ίο in die und Herausnehmen aus der Höhlung 60, wie dies
in Fig. 6 gezeigt ist. um die Kugel 34 zu drehen. Die
montierten Fassungsteile 36/4. 36ß werden folglich in
der in F i g. 6 gezeigten Lage in die Höhlung 60 eingeführt, in welcher die flache Kante 84 des hinteren
Segments 36Ö von einer überhängenden Kante 87 der Höhlung 60 absteht. Nach dem Einsetzen wird durch
Drehen der Fassungsteile 36/4, 36fl in Richtung des Pfeiles 88 der Außenumfang 89 der Fassungsteile 36/*
iinH Ififl iintpr dip überhängende Kante 87 gebracht, um
diese Fassungsteile in ihrer endgültigen Lage zu halten. Diese Lage wird durch Drehen der Ausnehmung 90 im
vorderen Fassungsteil 36/4 bis zu einem Vorsprung 92
an der Wane! der Höhlung 60 gerastet und stabilisiert.
Ein Zurückdrehen in die in F i g. 6 gezeigte Lage erlaubt
>■-> ein Entfernen des Kugelgelenkes 20 aus der Höhlung 60.
Claims (5)
1. Kniegelenkendoprothese mit einem Kugelgelenk,
das zwischen einem Oberschenkelteil und einem Schienbeinteil angeordnet ist und bei dem
eine von aus zwei Segmenten bestehenden Fassung umfaßte Kugel, die über einen Verbindungsschaft
mit dem Schienbeinteil verbunden ist, in einer inneren für den Verbindungsschaft am Boden einen
Schlitz aufweisenden Höhlung des Oberschenkelteiles geführt ist, und das Oberschenkelteil zwei parallel
in Abstand angeordnete sphäroidisch gekrümmte Gelenkkopf-Läufer aufweist, deren Krümmungsradius
im hinteren Abschnitt kleiner ist und das Schienbeinteil sphäroidisch gekrümmt, parallel
zueinander in Abstand angeordnete Gleitschuhe aufweist, deren Gleitflächen dem vorderen Abschnitt
der Gelenkkopf-Läufer entsprechen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (36)
aus einem vorderen'Fassungsteil (36/1/und einem
hinteren, e^n^ flacheäuQere Seitenfläche aufweisenden
Fassungsteil (36 B/besteht und daß die innere
Höhlung (60) an einem Teil seiner Mündung eine überhängende Kante (87) aufweist
2. Kniegelenk-Endopruthese nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Fassungsteile (36/1, 36/y in der inneren Höhlung (£9) durch Ansätze (90,
92) in der verriegelten Lagegehalten sind.
3. Kniegelenk-Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassungsteile
(364,36Β/ mit Schlitzen (68,62) versehen sind.
4. Kniegekmk-Endoprothese nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (62) des
hinteren Fassungsteils (2SB) einen in einer bestimmten
Höhe angeordneten Rand f" I) zur Begrenzung
der Abbiegung aufweist
5. Kniegelenk-Endoprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gelenkkopf-Läufer
(22) am Ende (52) eines hinteren Abschnittes (28) eine auswärts vorstehende geringe Verdickung
aufweist
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