DE2636816A1 - Gelenkprothese - Google Patents

Description

25.227 United States Surgical Corporation, New York,

Gelenkpr othe se D 0 D O1D

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf künstliche Gelenke und im "besonderen auf künstliche Gelenke, die für den Totalersatz des menschlichen Knies verwendet werden und die eine fast natürlich anatomische Weiterfunktion des Kniegelenkes ermöglichen.

Medizinisch gesehen werden Scharnier-Kniegelenke immer dann eingesetzt, wenn die Gewebe des Kniegelenkes so weit durch Krankheit oder andere Ursache beschädigt sind, besonders wenn ein Terlust der Funktionsfähigkeit der vier Hauptbänder des Knies verloren gegangen ist: zweier Kreuzbänder und zweier Seitenbänder.

Bei der normalen Funktion des gesunden Knies ist die Bewegungsgeometrie kompliziert. Das Knie ist im wesentlichen ein großes Knöchelgelenk; es ist tatsächlich das größte Gelenk des Körpers. Die Oberfläche des Schienbeines bietet zwei tragende Flächen, welche im wesentlichen flach und im wesentlichen rechtwinklig zum Schienbeinschaft verlaufen. Das zusammenwirkende untere Ende des Oberschenkelknochens besteht aus zwei großen abgerundeten Enden, die Knorren genannt werden. Die Knorren rollen und gleiten auf den beiden Tragflächen des Schienbeines, die als Schienbeinplateau bezeichnet werden. In keinem der beiden Gelenke besteht eine Symmetrie zwischen den beiden entsprechenden Flächen des

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Schienbeines und der "beiden Knorren, normalerweise wird die Knochengelenksoberflächenbelastung günstig durch, knorpelbedeckte Gelenkflächen ausgeglichen und sowohl der Meniskus wie auch die Gelenkschmiere tragen ausreichend zur normalen Funktion bei. Die beiden rollenden und gleitenden Bewegungen plus der Einwirkungen der Kräfte und Konzentrationen des Knies durch die Muskeln, die Bänder, die Gelenkkapsel u.s.w. , führen zu einer relativen .Axialdrehung zwischen den beiden zusammenwirkenden Knochen, dem Oberschenkelknochen und dem Schienbein zusätzlich zu der Grundbeugungsbewegung. Sitzt jemand mit seinem Bein voll nach vorn ausgestreckt und biegt er sein Knie sodann'um 90 Grad durch, so dreht sich das Schienbein um ca. 10 Grad nach innen. Diese Axialdrehung des Schienbeines ist relativ gering und nicht ganz gleichmäßig je Beugungseinheit und tritt meist in der Anfangsphase der Beugung des Knies aus der vollen Ausstreekung auf. Im allgemeinen wird diese relative Axialbewegung bei Schar— nierband-Prothesen nicht berücksichtigt, wodurch keine wirkliche Annäherung der normalen Punktion des Kniegelenkes erreicht wird.

Zur optimalen Simulation einer natürlichen Beinbewegung muß eine Kniegelenksprothese zwei Grad der Bewegungsfreiheit bieten, nämlich, Biegung und Drehung des Schienbeines um eine Achse quer zu dem Schaft des Oberschenkelknochens, wobei diese Bewegung Beugung genannt

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wird und eine Drehung des Schaftes des Schienbeines um seine eigene Achse relativ zu der Achse des Schaftes des Oberschenkelknochens. Des weiteren muß die Knieprothese große, auf die tragenden Flächen der Prothese einwirkende Spannungen ausgleichen. Diese Spannungen können bei unzureichenden tragenden Flächen einen Verschleiß verursachen. Natürlich ist ein derartiger Verschleiß der tragenden Flächen unerwünscht, da dies eine Behinderung der Beweglichkeit wäre und zu Abnutzungsschäden führen würde, die dem Körper abträglich wären.

Bis heute bieten Knieprothesen keine Drehung auf mehr als einer Ebene oder sie haben verschleißanfällige , tragende Flächen. Die Entwicklung eines künstlichen Gelenkes bringt insoweit ein Problem mit sich, als der größere Erfolg des operativen Eingriffes die G-efahr eines Versagens der Prothese erhöht. Diese Feststellung ist von der Tatsache abzuleiten, daß der angehende Patient für ein künstliches Gelenk eine behinderte Gelenkfunktion und folglich beschränkte Beweglichkeit hat. Wird durch das Einpflanzen eines künstlichen Gelenkes der Schmerz verringert und die Beweglichkeit verbessert, so wird . der Patient aktiver. Desto größer die Verbesserung der Gelenkfunktion, desto größer die Wahrscheinlichkeit erhöhter Aktivität des Patienten. Erhöhte Aktivität hingegen wird aber zu einer erhöhten Belastung und Bewegung

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des Gelenkes führen, welches wiederum zu einem mechanischen Versagen des künstlichen Gelenkes führen kann. Dieser Zustand ist "besonders im Knie wegen der komplizierten Bewegungsgeometrie und der hohen Belastungskräfte anzutreffen.

Unter Berücksichtigung nur jener Prothesen, die eine Drehbewegung auf zwei Ebenen ermöglichen, lassen sich die Prothesen in mindestens drei allgemeine Gruppen unterteilen.

Eine erste Gruppe umfaßt jene Knieprothesen, die nach vorn von Einsätzen oder Bauteilen oder Flächenausgleichsvorrichtungen, welche als Ersatz für das bicondylare Kniegelenk eines menschlichen Gliedes dienen und die in Annäherung an die Form des bicondylaren Gelenkes entworfen sind. Bei diesen Prothesen liegt der Versuch einer Nachahmung der natürlichen Bewegung eines Gliedes durch Hachstruktuierung der Gelenkflächen vor. Diese Gelenke haben jedoch hohe erbliche Belastungen an selektiven Punkten, der tragenden Flächen und neigen daher zum Verschleiß an diesen Stellen, und folglich in einer Verschlechterung und letzlichen Versagen des künstlichen Gelenkes. Folglich müssen Prothesen dieser Art unter Umständen nach bereits sehr kurzer Benutzungsdauer ersetzt werden,

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wobei die genaue Dauer natürlich von dem Bewegungsgrad des Patienten abhängt.

Eine zweite Gruppe der Prothesen umfaßt ein Kugelgelenk mit Vorrichtungen zur Begrenzung der Drehbewegung auf zwei Ebenen. Durch eine Drehung in der dritten Ebene normalerweise derart konstruiert, daß die Einheit von Druckbelastungen hoch sind und Tragebelastungen allgemein dann auftreten, wenn die Patientenaktivität sich steigert. In einem Gelenk dieser Art wird die Vorrichtung zur Verhinderung einer Drehung oft in der dritten Ebene derart konstruiert, daß die Einheitsbelastung hoch ist und sich die Wahrscheinlichkeit eines Versagens eher einstellt, wenn sich diese Aktivität des Patienten erhöht.

Eine dritte Gruppe der Prothesen umfaßt einen Fixierschaft, der in ein Schienbein eingebaut werden kann und eine Verlängerung von der Oberkante des Fixierschaftes besitzt. Die Oberkante des Aufrechtarmes kann die Form einer Kugel haben. Die Kugel paßt in den Aufnehmer in den Zwischenraum zwischen den konduliden Gliedern der Oberschenkelprothese. Bei dieser Konstruktion drehen sich die konduluiden C-Zwisehenglieder der Prothese des Oberschenkelknochens und gleiten auf den prosthetischen Flächen des Schienbeines. Diese relative Bewegung zwischen den nicht komptabilen prosthetischen Flächen

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unter der hohen Druckbelastung durch die Punktion des Gliedes kann zu einem vorzeitigen mechanischen Versagen der prosthetischen Trageflächen führen.

Die "bevorzugte praktische Ausführung der vorliegenden Erfindung lindert die oben genannten Nachteile des "bisherigen Standes der Technik durch Schaffung eines prosthetischen Gliedes, "bei dem die Knochen einer Bewegung auf zwei Ebenen standhalten, doch keiner Einheitsdruckbelastung übermäßigen Grades atisgesetzt sein werden. Die tragenden Flächen sind dabei derart ausgelegt, daß eine Berührung über große Eingriffsflächen auftritt, so daß die durch das Gewicht des Benutzers einwirkenden Kräfte über die ganze Eingriffsfläche verteilt werden. Gegentrageflächen sind großen Flächenmaßes und gleichliegender Geometrie. Aus diesem Grunde werden die örtlichen Belastungen (Kräfte je Flächeneinheit) gegenüber Jenen ¥erten verringert, die bei den bekannten Ausführungsarten aufgetreten sind, bei denen die tragenden Flächen nicht gleichgelagert sind. Bei der Auslegung der vorliegenden Erfindung behält die prothetische Vorrichtung ihre volle Funktionsfähigkeit bei einem Mindestmaß an Verschleiß und simuliert die normalfunktion eines menschlichen Gliedes über lange Zeitspannen bei Bedingungen normaler Patientenbetätigung.

Eine Alternativform der Prothese umfaßt einen Schienbeinschaftteil, der sich unmittelbar in das Schienbein einsetzen läßt und bei

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der die Schafto"berfläche einen Trageschuh stützt. Dieser Trageschuh läßt sich axial relativ zum Schienbein -verdrehen und wird durch Führungselemente an der Kante der Oberfläche des Schienbeinschaftsteiles abgegrenzt. Durch diese Ausführungsform können, die Kreuzbänder unberührt bleiben. Bei dieser Ausführungsform sind die Oberschenkelknochen- und Schienbeinteile nicht scharniermäßig verbunden.

Eine zweite Alternative entspricht in etwa der obigen und ermöglicht ein Mindestmaß der Entfernung des Knochens aus dem Schienbein.

Bei einer weiteren Ausführungsart ist eine Verriegelungsvorrichtung zur Festsetzung der Axialausrichtung des Oberschenkelknochens und des Schienbeines und der anschließenden Behinderung einer Drehbewegung in der zweiten Ebene möglich. Diese Vorrichtung ist für den Chirurgen in jenen Fällen von besonderem Vor- · teil, bei denen eine Axialausrichtung während des chirurgischen Eingriffes schwer zu erreichen ist und in denen der Chirurg auf eine Verhinderung der Axialdrehung des Schienbeines gegenüber dem Oberschenkelknochen verzichten muß. Es sind Fälle bekannt, in denen eine ungenaue Axialausrichtung eine Ausrenkung der Kniescheibe verursacht haben. Diese Ausführungsform bietet ein Scharniergelenk an nur einer Stelle, wodurch dem Chirurgen die Möglichkeit geboten wird, die Endaxialausrichtung

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zwischen "beiden Knochen nach Befestigung der ■beiden getrennten Teile zu ermöglichen, wodurch die Möglichkeit einer Ausrenkung der Kniescheibe verringert wird.

Daher ist ein Zweck der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines dauerhaften künstlichen Gelenkes, durch welches eine nahezu natürliche Beweglichkeit des Gliedes ermöglicht wird.

Ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Ermöglichung einer derartigen Verbindung eines Paares menschlicher Knochen, durch welche eine relative Drehbewegung in wenigstens zwei Ebenen ermöglicht wird und durch welche die natürliche Eunktion des Gelenkes zumindest annähernd simuliert wird.

Koch ein weiterer Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten trageausrichtung besitzenden prothetiseheη Vorrichtung.

Eine prothetische Vorrichtung, welche eine die vorliegende Erfindung verwirklichende Ausführungsform beinhaltet, umfaßt eine Fixiervorrichtung, welche zur Befestigung an dem Oberschenkelknochen geeignet ist und eine Kupplungsvorrichtung, welche an einem Ende der Fixiervorrichtung befestigt ist. Die Kupplungsvorrichtung ist drehbar an einem Planschschaftelement befestigt, welches mit einem Stab

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versehen ist. Ein Flanschenhülsenteil ist zur Einpflanzung in einen Schienbeinknochen und zur Aufnahme des abhängigen Stabes und zur Anflansehung des Sehaftteiles in einer Weise ■vorgesehen, weiche eine Drehung des Schaftes innerhalb der Hülse ermöglicht. Das Schaftelement und die Hülse haben Jeweils zylindrische und planebene Trageflächen, welche immer dann im Eingriff stehen, wenn der Schaftstab in der Hülse aufgenommen ist. Die beiden Gegentrageflächen sind jeweils groß und zusammenwirkend j daher werden die auf die Torrichtung einwirkenden Kräfte gleichmäßig verteilt, wodurch die Einheitsbelastungskräfte auf die Trageflächen verringert werden. Anschlagelemente an der Hülsentrageflache sind entsprechend der Form des Flanschelementes des Schaftelementes ausgeformt. Der Schaftflansch und die Anschlagelemente wirken zur Begrenzung der relativen Drehbewegung (axial zum Schienbeinschaft) zwischen dem Oberschenkelknochen und dem Schienbein zusammen.

Daher ermöglicht die Yorrichtung der vorliegenden Erfindung ein menschliches Glied in etwa normaler Beweglichkeit, welches sich aus der Drehbewegung in zwei Ebenen bei gleichzeitiger Lastverteilung über wesentliche tragende Flächen zusammensetzt. Durch Ermöglichung einer Drehbewegung in zwei Ebenen bei gleichzeitiger Verringerung örtlicher Einheitsbelastung auf den tragenden Elementen wird durch die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

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der Verschleiß verringert und die künstliche Bewegung eines Gliedes über längere Zeitspannen ermöglicht.

Zur besseren Verständlichkeit der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit anderen Einzelheiten und Besonderheiten derselben, wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.

Abbildung 1 ist ein kinematisches Diagramm des künstlichen Gelenkes, bei der die Lehren der vorliegenden Erfindung verwirklicht werdenj

Abbildung 2 ist eine Ausführungsform eines künstlichen Gelenkes entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung;

Abbildungen 3 und 4 zeigen zwei Ansichten eines zwei Knochen verbindenden künstlichen Gelenkes;

Abbildung 5 zeigt die Unterseite einer Schienbeinhülse;

Abbildung 6 zeigt einen Trageschuh, der zur Verwendung in Verbindung mit einem künstlichen Gelenk entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruiert ist;

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Abbildungen 7 und 8 zeigen eine Alternativform der vorliegenden Erfindung;

Abbildung 9 und 10 zeigen eine weitere Alternativform einer Prothese entsprechend den Lehren der vorliegenden Erfindung; und

Abbildung 11 zeigt zwei Verriegelungsvorrichtungen zur Festsetzung der Prothese im Interesse einer gewünschten Ausrichtung des Schienbeines bezüglich des Oberschenkelknochens.

Abbildung 1 zeigt die Kinematik der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Entsprechend der schematischen Darstellung in Abbildung 1 sind in der verlängerten Stellung des Beines und Untergliedes der Oberschenkelknochen "F" und das Schienbein "T" ganz allgemein im wesentlichen entsprechend den fortlaufenden Linien entlang der Z-Achse des Coordinatensystemes der Abbildung 1 ausgerichtet. Bei seiner Verwendung in dieser Patentanmeldung ist unter dem Begriff "Querdrehung" eine Beugung zu νer- ' stehen, weil diese auf die Drehbewegung des Schienbeines um die X-Achse quer zu demselben zu verstehen ist, die auf der Y-Z-Ebene auftritt und unter "Axialdrehbewegung" ist eine Drehung des Schienbeines um seine Längs-(z)-Achse zu verstehen. Daher wird in Abbildung 1' die Beugung durch den Teil ^ua" und die Axialdrehung durch den Teil "b" dargestellt. Während der Durchbeugung des Schienbeines eines

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natürlichen. Knies 90 Grad gegenüber der voll ausgestreckten Kniestellung entsprechend Abbildung 1 beträgt, unterliegt es einer Drehbewegung um seine Längsachse von ca. 10 Grad. Die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellenden Prothese ermöglicht dem Schienbein eine Durchführung der vorgenannten Drehbewegung, während das Schienbein seine Querdrehung durchführt.

Abbildung 2 zeigt eine Perspektivansicht einer Ausführungsform der Prothese 10 der vorliegenden Erfindung. Prothese 10 umfaßt einen Oberschenkelknochen Teil 12 mit einem Pixierschaft 14, der zur Einpflanzung in den Oberschenkelknochen "i¹" bestimmt ist und ein paar auseinanderliegender Trageelemente 16 , welche den gelenkhöckerförmigen Elementen eines natürlichen Knies ähneln, von denen jedes Fläche 17 hat. Jede Fläche 17 enthält ein Hülsenelement 33· Trageelemente 16 sind der Einpassung in und Lagerung an einen Trageschuh 20 angepaßt, der wiederum auf einer Plattenfläche 22 des llanschenteiles 23 des Schienbeinschaftes 24 angepaßt ist. Oberteil 30 des Schienbeinschaftes 24 ist an einem Ende der Platte befestigt und begrenzt ein Loch 32 nahe seinem äußeren Ende zusammen mit den Löchern 31» die quer zu Loch 32 verlaufen. Ein Querschützschaft 34 mit einem Querloch 37 paßt durch Loch 32 und den Hülsenelementen 33 zur Befestigung des

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Oberschenkelknochenteiles 12 an den Schienbeinschaft 24. Der Stift 35 wird durch die Löcher 31 und 37 gesetzt, um damit den Schaft 34 zu halten. Es sei hier zu "bemerken, dass die Kupplungsvorrichtungen der vorliegenden Erfindung jene Elemente umfassen, welche die Verbindung des Obersehenkelteiles mit dem Schienbeinschaft darstellen. Eine untere Stange 38 hängt von der TJnterfläche des Planschenteiles 23 ab und wird in einer Bohrung 42 einer Schienbeinhülse 44 des Schienbeinteiles 26 derart aufgenommen, daß die Drehung des Schienbeinschaftes innerhalb der Hülse ermöglicht wird. Die Schienbeinhülse 44 ist für eine Einpflanzung in ein Schienbein geeignet, lach erfolgten Zusammenbau und Einpflanzung sind die Trageelemente 16 entsprechend der gewichtstragenden Beziehung mit dem Tragesehuh 20 angepaßt, dessen Oberflächen 50 konkav sind. Des weiteren hat die Schienbeinhülse 44 an der oberen Tragefläche auf einem Plansehteil, die zum Eingriff mit einem Drucklager 40 auf der unteren Fläche des Schienbeinschaftflanschteiles 23 angepaßt ist. Die lagerfläche 52 hat Anschläge 54? die der Form des Flanschteiles 23 entsprechen und mit den entsprechenden Flügelelementen 94 auf dem Flanschteil

23 zusammenwirken. Die Kupplungsvorrichtungen ermöglichen die Biegung des Schienbeines bezüglich des Oberschenkelknochens und der Schienbeinschaft

24 unterliegt einer ixialdrehung bezüglich der Schienbeinhülse 44, welche in dem Schienbein "T" angebracht ist. Daher können der Oberschenkelknochen F und das Schienbein T sich auf zwei Ebenen gegeneinander drehen. Die Axialdrehung wird durch die Anschläge 54 und durch die Flügelelemente 94

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"begrenzt. Die Abbildungen 3 und 4 zeigen die zusammengebaute Prothese 10 nach Einbau in dem Oberschenkelknochen F und dem Schienbein T zur Bildung des künstlichen Kniegelenkes der Erfindung.

In Bezug auf die Abbildungen 2, 3, 4 und wird die Schienbeinhülse 44 derart dargestellt, als würde sie einen Teil 60 abhängig von dem Flanschteil 53 beinhalten und Rillen 62 an jenem Ende derselben umfassen, welches von dem Kopfteil am entferntesten ist. Teil 60 ist derart ausgelegt, daß er sich in den Markkanal des Schienbeines einsetzen läßt und die Rillen 62 gewährleisten eine sichere Verbindung zwischen der Hülse und dem Schienbein. G-Ie ichermaß en hat die Unterfläche 64 des Flanschteiles 53 eine Mehrzahl Rillen 66, in denen eine sichere Verbindung zwischen dem Planschteil 53 und den oberen Trageflächen des Schienbeines gewährleistet wird.

Entsprechend Abbildung 2 ist der abhängige Teil 60 konisch ausgeformt und besitzt querschnittlich nebeneinanderliegende Rillen 62, die kleiner sind, als der anliegende Teil der Flansche 53» Der Konus kann etwa bei zwei G-rad liegen.

Die Oberfläche 52 dient als Druckausgleichsfläche gegenüber der unteren Fläche 40 des Schienbeinschaftflanschteiles 23? zu deren Eingriff es aus gelegt ist. Entsprechend Abbildung 2 hat der Flanschteil 53 eine im wesentlichen ovale Form und die Anschläge 54 sind an den äußeren Enden derselben ausgelegt. Die Anschläge 54 verlaufen

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radial nach innen von den Kanten des Hülsenflanschteiles 53. Die Rippen 74 sind an dem Außenrand des Planschteiles 53 ausgelegt und ha"ben eine Form, welche ganz allgemein der "bogenförmigen Form des Elanschteiles des Außenrandes entspricht. Die Anschläge 54 sind durch jene Flächen abgegrenzt, welche an die Rippen 74 auf einer Seite angrenzen und konkav die Flächen 78 auf der anderen Seite abgrenzen. Der Flanschteil 53 ist. ausgespart bei 82, um dadurch einen Schlitz zu bieten, der der Aufnahme der Blutgefäße und desgleichen dient. Das Loch 42 läßt sich gegenüber der Mitte des Flanschteiles 53 versetzen.

Die Rillen 66 in dem Flanschteil 53 können im wesentlichen parallel zueinander verlaufen oder eine andere geeignete Auslegung be-■ sitzen.

Der Schienbeinschaft 24 wird in Abbildung 2, 3 und 4 gezeigt und beinhaltet die Konusstange 38 entsprechend dem Konus des Loches 42 der Schienbeinhülse 44. Die Bändchen 9Ö an der Verbindung der unteren Stange 38 und der Fläche 40 sind zur Verringerung der Spannungskonzentrationen ausgeformt.

Der Umfang des Flanschteiles 23 wird in Abbildung 2 als kreisförmiger Teil 92 gezeigt, der innerhalb in die konkaven Flächen 78 paßt. Der Kreisabschnitt 92 an jenem Endende verbindet

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angrenzende Schulter 94, welche den Kreisabschnitt 92 an geeigneten Stellen schneiden, um damit ein begrenztes Maß der Drehung des Schienbeines um seine Längsachsen bezüglich der Stange 38, ehe eine der Schultern 94 an eine entsprechende Schulter 54 stößt. Daher wird dieser Winkel entsprechend der gewünschten Drehbewegung des Schienbeines um seine Längsachse gewährt. Der Winkel ist daher vorzugshalber in einer Größenordnung /von 10 Grad in jede Richtung; es sind jedoch auch andere Drehbewegungen je nach den speziellen Umständen möglich. Da beide Schultern 94 gegenüber den Schultern 54 dann versetzt sind, wenn sich das Schienbein in Ruhe, in neutraler Stellung befindet, kann die Schienbeinhülle 44 sich um ihre Längsachse eintweder im Uhrzeiger- oder entgegen Uhrzeigersinne drehen.

Der Trageschuh 20 wird in Abbildungen 2, 3, 4 und 6 gezeigt und hat dabei eine U-Form mit einem Paar Beine 100 und einem mittleren Schlitz 102, dessen Querschnitt dem Querschnitt des aufrechten Teiles 30 entspricht. Der Trageschuh ist zum Sitz auf der Fläche 22 und zum Eingriff mittels der Trageelemente 16 bestimmt. Entsprechend Abbildung 6 grenzt der Schuh die Lippen 112 an seiner unteren Fläche 110 ab, welche wiederum von jedem der Beine 100 abhängt. Jede Lippe ist zum Eingriff mit einer Kante des Schaftflanschteiles 23 entsprechend Abbildung -4 bei Sitz des Schuhes auf der Fläche 22 bestimmt.

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Entsprechend Abbildung 6 hat der Schuh eine Oberfläche 114, welche in 2 Teile, einem durch die Flächen 50 gebildeten konkaven Teil und einem kegligen Teil 124 unterteilt ist. Ist der Schuh in der Prothese 10 ausgerichtet, so ist jede der gewölbten Flächen 50 zur Aufnahme eines der Trageelemente 16 bestimmt.

In Bezug auf die Abbildungen wird die durch das Gewicht des Benutzers auf die Prothese einwirkende Kraft über relativ große Flächen der Tragflächen 40 und 52 verteilt. Aus diesem Grunde tritt kein so rascher Verschleiß der Flächen auf, als wäre der Fall, wenn die Kontaktflächen kleiner wären. Aus diesem Grunde ermöglicht die praktische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Drehung in drei Ebenen, während sie gleichzeitig ausreichende Trageauslegungen besitzt, die eine langlebige Prothese gewährleisten.

Die Elemente der Prothese 10 müssen aus biologisch kompatiblen, chirurgisch einpflanzbaren Stoffen hergestellt werden. So können zum Beispiel die Schienbeinhülse 44, der Trageschuh 20 und die Hülsenelemente 33 aus Kunststoff, wie TJltrahochmolekular-Polyäthylen und die anderen Elemente vorzugshalber aus chirurgisch einpflanzbarem Formmetall sein. Der Oberschenkelknochenteil und der Schienbeinschaft können beide aus chirurgischem Edelstahl 316 oder sie können beide aus einem annehmbaren Chrommolybden-Kobalt-Legierungsguß (wie beispielsweise ASTM F7567) seinj oder der

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Oberschenkelknochenteil kann, aus Chrommolybden-Kobalt-Legierungsguß und der Schienbeinschaft aus einem Iitan-6-Aluminium-4-Vanadium-Legierung sein.

Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist für verschiedene Größen und sowohl für rechte und linke Beine geeignet.

Abbildung 9 und 10 zeigen eine Alternativ-Form der Prothese, welche eine Prothese 10' aus einem Schienbeinteil 150 besteht, welches unmittelbar in ein Schienbein "T" eingepflanzt ist, einem Oberschenkelknochenteil 152, welcher Gelenkknorrenelemente 154 enthält und einem Zwischentrageschuh 156 auf der Fläche 157 des Kopfteiles 158 des Schienbeinteiles umfaßt. Das Schienbeinteil 150 besteht aus einem Stabende 155 und vorstehenden Elementen 160, die ύοπ der Fläche 162 des Kopfes 158 abhängen, und die alle sich an dem oberen Ende des Schienbeines zur Befestigung des Schienbeinteiles 150 an demselben anbringen lassen. Der Trageschuh 156 entspricht bis zu einem gewissen Maße dem Lagerschuh 20 der bevorzugten Ausführungsform. Der Kopf 158 umfaßt ein Paar Führungselemente 164 auf der Kante desselben und ein Schlitz 166, in welchem sich die Kniekreuzbänder befinden. Der Lagerschuh 156 ist U-förmig und besitzt ein Paar Beine 167, von denen jedes Trageelementsitz 168 hat. Ein Schlitz 169 in dem Schuh 156 entspricht dem Schlitz 166 des Schienbeinteilkopfes 158. Die Außenfläche 170 des Trageschuhs 156 und die Innenfläche 172 des Führungselementes 164 sind in gleichen P_Ladiussen gewölbt

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und wirken zur Führung der Drehbewegung des Schienbeines "bezüglich der Längsachse des Schienbeines zusammen. Gelenkknorrenelemente 154 sind "bevorzugte Drehflächen, wie auch die Tragelementsitze 168 und jedes Element 154 hat eine Kontur, welches der Kontur des Sitzes 168, in dem es sich "bewegt, entspricht. Diese Geometrie "bietet ausreichende Tragefläche für die Beugungs"bewegung. Die Axialdrehung des Schienbeines wird durch die Drehung des Trageschuhes 156 auf der Gewichtsausgleichsfläche 157 des Schienbeinteiles 150 ermöglicht. Diese Berührungsfläche ist zwischen den zusammenwirkenden Trageflächen ausreichenden Maßes. Der Schienbeinstab 155 wird gegenüber der Mitte des Kopfes versetzt gezeigt; jedoch lassen sich auch andere geeignete Stellungen dieser Elemente wählen.

Abbildungen 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, der in dieser dargestellten Prothese. Die Prothese 10· umfaßt ein Schienbeinteil 180 ähnlich dem Schienbeinteil 150 und einen Oberschenkel 190. Das Oberschenkelteil 190 umfaßt ein Paar bogenförmige Trageelementteile 192, die sich an dem unteren Ende eines Oberschenkelknochens mittels geeigneter Torrichtungen, wie beispielsweise stehenden Stäben 194, die in den Oberschenkelknochen mittels eines Polymethyl-Methacrylatzementes einpflanzen lassen. Das Schienbein 180 trägt einen Trageschuh 196, der mit den Trageelementen 192 im Eingriff steht. Der Trageschuh 196 sitzt auf der Oberfläche 198 des Schienbeinkopfes 199 des Schienbeinteiles 180.

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Die Punktion des Trageschuhs 196 entspricht der Beschreibung des Schuhes 156 und wird durch Hippen 200 geführt, die am Rande des Kopfes 199 geformt sind. Die Stifte 202 und 204 Meten eine Vorrichtung zur Befestigung des Schienbeinteiles 180 an dem Schienbein.

Die Prothese 10' hat den Torteil, daß sie bei einem Mindestmaß der Knochenentfernung eingepflanzt werden kann.

Als weitere Alternative läßt sich eine Peststellvorrichtung in Verbindung mit allen Ausführungsformen der Prothese dieser Erfindung verwenden. Eine Art der Feststellungsvorrichtung, entsprechend Abbildung 11, ist ein Stift 210 in Verbindung mit dem Schienbeinteil der Prothese Nach Einpflanzung der Prothese 10 läßt sich die Drehbewegung des Schienbeines in die gewünschte Axialausrichtung durch den Chirurgen bestimmen. Es wird dabei ein loch für den Feststell-Stift durch den Knochen, die Hülse 44 und der Stab 38 gebohrt. Entsprechend Abbildung 11 läßt sich der Stift 210 quer durch das Schienbein setzen. Der Stift wird dabei durch die Hülse 44 geführt und durch den Schienbeinstab 38 der Prothese 10 geschlagen. Folglich wird die Hülse sodann gegen eine Drehbewegung in Bezug auf den Schienbeinstab festgestellt und die Prothese kann sich sodann nur in einer Ebene drehen. Eine weitere geeignete Feststellvorrichtung ist ein Feststellstift 212, der unten durch den Trageschuh, den Schienbeinschaf tflanschteil und den Hülsenflauschteil bis

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in das öftere Ende des Schienbeines verläuft.

natürlich sind zahlreiche andere Formen und Reaktionen der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung der obigen Lehren möglich. Es ist daher davon auszugehen, daß innerhalb des Rahmens der anhängenden Ansprüche sich die Erfindung auch auf andere Weise als entsprechend der Beschreibung ausführen läßt.

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Claims (18)

1. Patentansprüche

   1J Eine prothetische Vorrichtung zur Bildung eines Gelenkes zwischen einem Paar menschlicher oder tierischer Knochen, "bestehend aus:

   Eixiervorrichtungen, die sich zur Einpflanzung in eine der Knochen eignen;

   Hülsenvorrichtungen, die sich zur Einpflanzung in den anderen der genannten Knochen eignen, wobei genannte Hülsenvorrichtungen eine Tragefläche "besitzen;

   Stiftvorrichtungen, die erste und zweite Trageflächen "besitzen, wobei die genannten Stifte-Torrichtungen in genannte Hülsenvorrichtungen zur relativen Drehbewegung mit derselben eingesetzt werden, wobei genannte erste Tragefläche mit der Tragefläche der genannten Hülsenvorrichtungen in Eingriff steht; und

   Verbindungsvorrichtungen zur Verbindung der genannten Fixiervorrichtung und der genannten Stiftvorrichtungen zur relativen Drehung, wobei genannte Verbindungsvorrichtungen eine drehbare Tragefläche im Eingriff mit der zweiten Tragefläche der genannten Stiftvorrichtungen besitzen.

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2. 2. Die prosthetisehe Vorrichtung des Anspruches 1 unter weiterem Einschluß von Peststeil- Vor richtungen zur Begrenzung der relativen. Drehbewegung zwischen, genannten Stift-Vorrichtungen und genannten Hülsen-Vorrichtungen;
3. 3. Die prosthetische Vorrichtung entsprechend Anspruch 2, bei der die relative Drehbewegung auf ca. 20 Grad begrenzt ist.
4. 4· Die prosthetische Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, die des weiteren. Vorrichtungen zur Erleichterung der Einpflanzung genannter Hülsen-Vorrichtungen in das andere Ende des Knochens umfaßt.
5. 5. Die prosthetische Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei der die genannten Verbindungs-Vorrichtungen eine gegenüber der Längsachse der genannten Stift-Vorrichtungen versetzte drehbare Achse besitzen.
6. 6. Die prothethische Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei der das genannte Hülsenelement aus einem ultrahochinolekularen Polyäthylen-Material beeteht.
7. 7. Die prothetische Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, bei der die genannten Verbindung svorrichtungen ein Paar Trageelemente besitzen, die an den genannten Fixiervorrichtungen befestigt sind und einen Stift, der zusammenwirkt mit genannten Stiftsvorrichtungen und die aweite Tragefläche der genannten Stiftsvorrichtungen

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   durch ein Paar bogenförmige, im Eingriff mit den genannten Trageelementen stehenden Flächen gebildet wird.
8. 8. Die prothetische Torrichtung entsprechend Anspruch 1, in der die genannte Hülsenvorrichtung einseitig eine Aussparung abgrenzt.
9. 9· Eine prothetische Vorrichtung zur Bildung einer Verbindung zwischen einem Paar menschlicher oder tierischer Knochen, bestehend aus:

   einer Fixiervorrichtung, die an einem der Knochen zu befestigen ist;

   einer Hülse, die an dem anderen der Knochen zu befestigen ist;

   einem innerhalb der genannten Hülse aufzunehmenden Stift, der eine Drehbewegung des genannten Stiftes in genannte Hülse ermöglicht; und

   Verbindungsvorrichtungen, die drehbar den genannten Stift mit den genannten Fixiervorrichtungen verbinden.
10. 10. Die prothetische Vorrichtung entsprechend Anspruch 9, die des weiteren Feststell-Vorrichtun- gen zur Sicherung des genannten Stiftes an genannter Hülse zur Verhinderung ihrer relativen Bewegung uiaf aßt.

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11. 11. Die prothetische Vorrichtung entsprechend Anspruch 9» "bei der der genannte Stift einen gewölbten Flansshteil und einen von dem genannten Flanschteil abhängigen Stab umfaßt.
12. 12. Die prothetische Torrichtung entsprechend Anspruch 11, bei der die genannte Hülse einen Flanschte! mit Führungen einer Form zur Zusammenwirkung des genannten Stifts gewölbten Flanschteiles zur Begrenzung der Drehbewegung tunfaßt.
13. 13 ♦ Eine prothetische Vorrichtung zur Bildung einer Verbindung zwischen einem Paar menschlicher
    oder tierischer Knochen, bestehend aus:

    erster FixierTorrichtungen zur Befestigung
    an einem der Knochen;

    ersten Tragevorrichtungen auf genannten ersten Fixiervorrichtungen;

    zweiten Fixiervorrichtungen zur Befestigung
    an den anderen Knochen; und

    zweiten Tragevorrichtungen an einer Seite
    drehbar aufgenommen durch die zweite Fixiervorrichtung zur relativen Drehbewegung in einer Ebene,
    wobei genannte zweite Tragevorrichtung auf der anderen Seite mit der ersten, genannten Tragevorrichtung zur relativen Drehbewegung in einer zweiten
    Ebene rechtwinklig zur genannten ersten Ebene im
    Eingriff steht.

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14. 14· Eine prothetische Vorrichtung zur Bildung einer Verbindung zwischen einem Paar menschlicher oder tierischer Knochen, bestehend aus :

    gewölbten Tragevorrichtungen, einschließlich Vorrichtungen zur Befestigung an einem der Knochen;

    Tragevorrichtungen zur Befestigung an dem anderen Knochen;

    Zwischentragevorriehtungen zwischen den beiden genannten gewölbten Tragevorrichtungen und genannten Tragevorrichtungen, wobei genannte Zwischentrage-vorrichtungen eine Auswölbung an einer Seite derselben zum Zusammenwirken mit genannten, bogenförmigen Iragevorrichtungen zur relativen Drehbewegung in einer Ebene und auf der anderen Seite derselben zur Zusammenwirkung mit genannter Sägevorrichtung zur relativen Drehbewegung in einer zweiten. Ebene besitzen.
15. 15. Ein prothetisches Gelenk, bestehend aus einem lasttragenden Glied zur Querverbindung zu dem Gelenk, wobei genanntes Glied auf einer Seite eine Lagerung abgrenzt, deren Drehachse quer zu dem Gelenk verläuft, und genanntes Glied auf der anderen Seite ein Drucklager abgrenzt, dessen Drehachse parallel zu dem Gelenk verläuft, erste !Fixiervorrichtung mit genannten Lagerungen zur relativen Drehbewegung um die genannten Achsen quer zu dem Gelenk zusammen wirkt und zweite

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    Fixiervorrichtungen mit genannten Drucklagerflächen, zur relativen Drehbewegung um die Achse parallel zum Gelenk zusammenwirkt.
16. 16. Eine Prothese für das Knie, "bestehend aus:

    . Oberschenkelknochen-lfixiervorrichtungen zur Einpflanzung in den Oberschenkelknochen;

    Schienbeinhülsen-Vorrichtungen, zur Einpflanzung in ein Schienbein, wobei genannte Schienbeinhüls en-Vorrichtungen eine Tragefläche besitzen;

    Schienbeinstift-Vorrichtungen, welche erste und zweite Trageflächen besitzen, wobei die genannten. Schienbeinstift-Vorrichtungen in die genannten Schienbeinhülsen-Vorrichtung en zur relativen Drehbewegung mit denselben 2u setzen sind und die genannten ersten Trageflächen mit den zweiten Trageflächen der genannten Schienbeinhülsen-Vorrichtungen im Eingriff stehen; und

    Verbindungs-Vorrichtungen zur Verbindung der genannten Oberschenkel-Fixiervorriehtungen und der genannten Schienbein-Stift-Vorrichtungen zur relativen-Drehbewegung, wobei genannte Kupplungsvorrichtung eine drehbar mit der zweiten Lagerfläche genannten Typ Schienbeinstiftsvorrichtung drehbar im Eingriff stehen.

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17. 17- Ein prothetische Gelenk, das entsprechend Anspruch 15, Vorrichtungen zur Peststellung der genannten Drucklage relativ zur genannten zweiten Fixiervorrichtung in Verbindung einer relativen Drehung um die genannte Achse parallel zum verlängerten Gelenk vorgesehen sind.
18. 18. Eine prothetische Vorrichtung zur Bildung eines Gelenkes zwischen menschlichen oder tierischen Knochen, "bestehend aus einer Verbindung eines ersten Gliedes zur Befestigung^iner der Knochen des Gelenkes, eines zweiten Gliedes zur Befestigung an dem anderen Knochen des Gliedes, Scharniervorrichtungen in Verbindung an entgegengesetzten Enden der genannten ersten und zweiten Glieder, wobei genannte Scharniervorrichtungen drehbar an einem Ende mit einem der genannten ersten und zweiten Glieder zur relativen Drehbewegung zwischen genannter Scharniervorrichtung und genanntem ersten Glied auf einer Achse entsprechend der 2jangsach.se des Knochens, an welchem das genannte Glied befestigt ist, verbunden werden.

    19· Eine prothetische Vorrichtung entsprechend Anspruch 18, bei der das eine Ende der Scharnier-Vorrichtung einen Stab umfaßt und bei dem genanntes eine Glied eine Hülse zur Befestigung in axialer Beziehung zu dem zugeordneten Knochen zur drehbaren Aufnahme des genannten Stabes zur Axialbewegung innerhalb desselben umfaßt.

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