DE3039992A1

DE3039992A1 - Endoprothetische knochengelenkvorrichtung insbesondere fuer das kniegelenk

Info

Publication number: DE3039992A1
Application number: DE19803039992
Authority: DE
Inventors: Apostolos John Lapworth West Midlands Polyzoides; Athanassios Salonika Tsakonas
Original assignee: National Research Development Corp UK
Current assignee: National Research Development Corp UK
Priority date: 1979-10-26
Filing date: 1980-10-23
Publication date: 1981-05-14
Also published as: GB2061730A

Description

-A-

Die vorliegende Erfindung betrifft endoprothetische Knochengelenkvorrichtungen, insbesondere derartige Vorrichtungen für das Kniegelenk.

In der GB-PS 1 534 263 wird eine endoprothetische Kniegelenkvorrichtung bzw. Knieverbindungsvorrichtung beschrieben, die eine Oberschenkel-Gelenkhöcker-Komponente bzw. eine femorale und condylare Komponente zur Be- festigung am Oberschenkel mit einer konvex abgebogenen gelenkigen Lagerflache besitzt, einer condylaren Unterschenkel-Komponente bzw. einer Unterschenkel-Gelenkhöcker-Komponente zur Befestigung am Unterschenkel mit einer relativ abgeflachten gelenkigen Lagerfläche, im Vergleich zu derjenigen der Oberschenkel-Komponente, sowie einer Meniskus-Komponente mit zwei gelenkigen Lagerflächen in entgegengesetzter Stellung und individueller Form, die im wesentlichen zu den gelenkigen Flächen der Ober- und Unterschenkel-Komponenten komplementär sind. Eine derartige Vorrichtung soll im Folgenden als vorbekannt bezeichnet werden.

Diese vorbekannte Vorrichtung bringt den Vorteil mit sich, gegensätzlichen Erfordernissen gerecht zu werden, denen die Vorrichtungen des Standes der Technik gegenüber standen, und die keine getrennte Meniskus-Komponente aufwiesen, wobei diese Erfordernisse in der Anpassung der condylaren gelenkigen Lagerflächen lagen, um eine einheitliche Belastungsverteilung zwischen ihnen zu erreichen, wenn sie direkt miteinander in Eingriff stehen, und im Vorsehen vielfacher Bewegungsfreiheitsgrade, um eine genaue Simulation der gegenseitigen gelenkigen Bewegungen im natürlichen Gelenk bzw. in der natürlichen Verbindung zu ermöglichen. Die Vorrichtung der vorbekannten Patentbeschreibung ist jedoch in ihren einfacheren Formen hinsichtlich eines möglichen Einwandes offen, nämlich daß die

130020/0691

Formbeständigkeit der Meniskus-Komponente zwischen den Ober- und Unterschenkel-Komponenten nicht sicher ist. Tatsächlich beschreibt diese vorgenannte Patentanmeldung eine weitere Form der Vorrichtung, bei der die Meniskus-Komponente mit der Unterschenkel-Komponente verbunden ist, um diesen Einwand zu entkräften, jedoch ist eine derartige weitere Form aus Herstellungsgründen als kompliziert anzusehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt deshalb darin, diese Situation dadurch zu verbessern, daß die Stabilität der Meniskus- bzw. menisealen Komponente vergrößert wird, ohne daß die Vorrichtung dadurch übermäßig kompliziert wird und die Gelenkfunktion beeinträchtigt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.

Bei der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung sind die Nut und die Rippe vorzugsweise der Länge nach kreisförmig abgezogen und besitzen im wesentlichen komplementäre Formen. Ferner ist die Nut vorzugsweise in der Unterschenkel-Komponente angeordnet, wo ein größerer Materialkörper zu diesem Zweck vorgesehen werden kann.

Weiterhin wird es gegenwärtig bevorzugt, daß die Erfindung eine sogenannte bicondylire Form besitzt, bei der die Unter- und Oberschenkel-Komponenten jeweils getrennte gelenkige Lagerteile besitzen, die in einer Seite-an-Seite beabstandeten Anordnung zur entsprechenden Stellung in den seitlichen und mittleren Teilbereich des Knies miteinander verbunden sind.

Bei einer ersten derartigen bicondylaren oder Zweigelenk-Höckerform sind die Lagerteile jeder Ober- und Unterschenkel-Komponenten miteinander durch ^ijpen im vorderen Bereich

angeordneten Teil verbunden, wobei die Unterschenkel-Komponente eine einzige niedrige Nut oder Feder bzw. Rippe besitzt, die sich aufeinander folgend bzw. durchgehend über jedes der Lager- und Verbindungsteile erstreckt, und wobei zwei getrennte Meniskus-Komponenten für die entsprechende Stellung in den seitlichen und mittleren Bereichen vorgesehen sind. Diese Form eignet sich für ein Knie, das einer weniger starken Belastung ausgesetzt ist, bei der die "Kreuzbänder-Ligament-Funktion aufrecht erhalten bleibt, wobei diese Ligamente bzw. Bänder während der chirurgischen Behandlung in der Spalte zwischen den Lagerteilen und hinter dem Gelenkteil der Oberschenkel-Komponente aufgenommen wird, sowie in einer ähnlichen Spalte in der Unterschenkel-Komponente und in der dazwischen liegenden Spalte zwischen den Meniskus-Komponenten.

Bei einer zweiten bicondylaren Form, die entsprechend dem eben beschriebenen modifiziert worden ist, sind die Meniskus-Komponenten ebenfalls miteinander verbunden. Diese modifizierte Form eignet sich für ein schwerer beschädigtes Knie, bei der die : Kreuzbänder-Funktion nicht gerettet werden kann und dementsprechend ist es natürlich für die Bestandteile überflüssig, daß sie Spalten oder dergl. besitzen, um diese Bänder aufzunehmen. Ebenfalls ist es in diesem Fall bevorzugt, daß die integrierte Meniskus-Komponente einen Zapfen oder einen anderen hochstehenden Teil besitzt, der mit der Nut zusammenwirkt, die sich zwischen dem Lagerteil der Oberschenkel-Komponente herstreckt, um eine vergrößerte seitliche Stabilität der Vorrichtung zu schaffen.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird im Folgenden ein Ausführungsbeispiel in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer gegenwärtig

bevorzugten Aiisführungsform der Erfindung,

wobei diese die oben erwähnte erste 130020/0691

■ - 7 -

bicondylare Form besitzt;

Fig. 2 und 3 entsprechende Vorder- und Hinteransichten der injFig. 1 gezeigten Oberschenkel-Komponente ;

Fig. 4 und 5 entsprechende Ansichten von oben und vorne, die die Unterschenkel-Komponente der Fig. 1 zeigen;

Fig. 6 und 7 eine Draufsicht und eine Querschnittsansicht entlang I-I in Fig. 6, die die Meniskus-Komponenten der Fig. 1 entsprechend zeigen i· und

Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer modifizierten, integrierten Meniskus-Komponente entsprechend zu der in Fig. 7 gezeigten, zur Verwendung in einer anderen erfindungsgemäßen Ausführung form der oben erwähnten zweiten bicondylaren Form.

Die Vorrichtung der Figur 1 umfaßt eine femorale bzw. Oberschenkel-Komponente 10, eine tibiale bzw. Unterschenkel-Komponente 20 sowie ein Meniskus-Komponentenpaar 30, von denen nur eine in der relevanten Seitenansicht ersichtlich ist.

Die Oberschenkel-Komponente besitzt eine übliche Form, die bekannt ist und ein Paar gleicher länglicher gelenkiger Lagerteile 11, wie es weiter in den Figuren 2 und 3 gezeigt wird, die an den entsprechenden Endbereichen in einer nebeneinander liegenden, beabstandeten Anordnung durch einen Gewebeteil 12 miteinander verbunden sind. Die Lagerteile 11 sind jeweils in Längs- und Querrichtung abgebogen und bilden konvexe Lagerflächen 13 aus, die im wesentlichen Teilkugelförmig geformt sind, wobei der Gewebeteil 12 einen dazwischen liegenden ^νΜγΓ^/Ρ^,ΡΟ bildet . Die Komponente

— ο —

bzw. der Bestandteil 10 ist zur Befestigung am peripheren Ende des Oberschenkels angepaßt, wie es in gestrichelter Linie bei 40 in Fig. 1 angedeutet ist, wobei die Lagerteile 1 1 entsprechend angeordnet sind, um die (Jelenkhöckerförmigen bzw. condyleren Flächenbereiche zu ersetzen, wobei der Gewebeteil 12 im vorderen Bereich zur Zusammenwirkung mit der Kniescheibe angeordnet ist. Im vorliegenden Fall umfaßt diese Befestigung die Verwendung von sogenanntem Knochenzement, wobei die Anpassung das Vorsehen einer Zunge 14 umfaßt, die aus der konkaven Fläche der Komponente 10 herausragt.

Die Unterschenkel-Komponente 20 ist aus der weiteren Darstellung der Figuren 4 und 5 ersichtlich und umfaßt eine C-förmige Plattform 21, deren Endteile aus gelenkige Lagerteile bzw. -abschnitte 22 dienen, die in nebeneinander liegender, beabstandeter Anordnung durch den Zwischenteil als Verbindungsabschnitt 23 miteinander verbunden sind. Die Hauptflächen der Plattform verlaufen eben und parallel, wobei jedoch eine derartige Fläche 24 eine C-förmige gebogene Kreisnut 25 darin besitzt, und wobei die andere Fläche zwei schwalbensctfanzartige Rippen 26 besitzt, die sich quer dazu erstrecken. Die Nut 25 erstreckt sich über jeden Teil der Plattform, wobei die Enden der Nut sich in die Seitenflächen der Lagerteile 22 öffnen, und der mittige Teil der Nut sich an der einen Seite in die konvexe Seitenfläche des Verbindungsteils 23 öffnet. Die Rippen sind der Länge nach rechteckig und erstrecken sich beide parallel zueinander über die entsprechenden Lagerteile 22.

Die Komponente 10 ist zur Befestigung am körpernahen Ende des Schienbeins bzw. Unterschenkels angepaßt, wie es in gestrichelter Linie bei 50 in Fiaur 1 gezeiat ist, wobei die Lagerteile 22 entsprechend angeordnet sind, um

1-300-20/0691

um die condylaren Flächenbereiche zu ersetzen und wobei der Verbindungsteil 23 vorher an der Stelle des intracondyleren Einschnitts angeordnet wird. Diese Befestigung faßt wiederum die Verwendung von Knochenzement, wobei in diesem Fall die Anpassung die Rippen 26 umfaßt.

Es wird nun Bezug genommen auf die Meniskus-Komponenten 30, die sowohl in den Figuren 6 und 7 gezeigt werden, aus denen ersichtlich ist, daß sie die gleiche Form besitzen. Jede Komponente 30 umfaßt eine Plattform 31 aus länglicher gebogener Form, wie aus der Draufsicht ersichtlich, wobei diese Form dem einen freien Endteil der C-förmigen Ünterschenkel-Komponenten-Plattform entspricht und nicht größer als diese ist. Die Plattform 31 besitzt eine Hauptfläche 32, die in einer im wesentlichen tailkugelförmigen und konkaven Form angerichtet und komplementär zu der Oberschenkel-Komponentenfläche 13 ist, wobei die gegenüber liegende Hauptfläche eben ist. Eine Rippe 34 ragt aus der Fläche 33 hervor und ist kreisförmig über ihre Länge gebogen und folgt der abgebogenen Form der Plattform 31. Die Rippe 34 ist komplementär zur Unterschenkel-Komponentennut 25 zum Gleiteingriff in Längsrichtung.

Die Verwendung der geschilderten Vorrichtung ist allgemein durch die Figur 1 dargelegt: Die Oberschenkel- und Unterschenkel-Komponenten sind in geeigneter Weise an ihren entsprechenden Knochen befestigt, wie schon kurz oben ausgeführt worden ist, wobei die Meniskus-Komponenten dazwischen angeordnet sind, wobei die Flächen 32 und 33 der ersteren entsprechend mit den Flächen 13 und 24 der letzteren in Eingriff stehen. Es ist hierbei festzustellen, daß diese Anordnung ebenfalls eine Zwischenverbindung bzw. Eingriffsstellung der Meniskus-Komponenten-Rippen 34 mit der

1 30Ό2®/-069 1

Unterschenkelkomponenten-Nut 25 umfaßt.

Das Gesamtergebnis ist eine bicondylare Anordnung, welche die Formbeständigkeit der Kreuzbänder ermöglicht; ferner wird eine flexible Materialwahl ermöglicht, die Zusammensetzungsvorteile liefert, z.B. metallische Ober- und Unterschenkel-Komponenten zur stabilen Befestigung und Meniskus-Komponenten aus Kunststoffmaterxal zur niedrigen Gelenkreibung mit den Metallkomponenten; und, falls es zu einem späteren Zeitpunkt angemessen ist, können die Meniskus-Komponenten ersetzt werden, ohne daß eine Trennung der Knochen/Prothese-Befestigungen notwendig wird.

Ferner ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung funktionsgerechte Beuge- und Streckbewegungen durch die Gelenkverbindung zwischen den Oberschenkel- und Meniskus-Komponentenflächen 13 und 32, sowie eine Drehung um die Längsachse des Beines durch die Gelenkverbindung zwischen den Unterschenkel- und Meniskus-Komponentenflächen 24 und 33 zusammen mit einer Gleitbewegung zwischen der Nut 25 und den Rippen 34 dieser Komponenten. Die zuletzt erwähnte Nut und Rippen dienen ebenfalls durch ihre Eingriffsstellung dazu, die Meniskus-Komponenten gegen eine Verrenkung zu stabilisieren.

Während die Erfindung insbesondere im Hinblick auf die illustrierte Ausführungsform beschrieben worden ist, so kann sie jedoch innerhalb eines breiteren Schutzbereiches derart verändert werden, wie es in der Einleitung beschrieben worden ist. Z^B. kann die Meniskus-Komponente in ähnlicher Weise in den Lagerabschnitten der Ober- und Unterschenkel-Komponenten integriert werden, um eine zweite bicondylare Form zu schaffen, wie sie schon

- 11 -

130020/0691

oben erwähnt worden ist, wobei Fig. 8 eine integrierte Meniskus-Komponente illustriert/ die mit den gezeigten Ober- und Unterschenkel-Komponenten zu diesem Zweck zusammenwirkt, obwohl es bevorzugt ist, daß keine Komponente eine Spalte oder einen Schlitz aufweist. Ferner geht aus Fig. 8 hervor, daß die Meniskus-Komponente einen aufrecht stehenden Teil 35 besitzt, der mit der Nut zwischen den Lagerteilen der Oberschenkel-Komponente zusammenwirkt. Im Gegensatz zu dieser Variation können die Ober- und/oder Unterschenkel-Komponenten in gänzlich getrennter bicondylarer Form vorgesehen werden, entsprechend zu den Meniskus-Komponenten der Fig.6 und 7.

130020/0691

Claims

MiCHAELKORN Dipl. Ing. Nati.onctl Research Development N 11 P Corporation P.O. Box 236 London SW1E 6SL Endoprothetische Knochengelenkvorrichtung _ insbesondere für da^_Kn_ieg_elenk Patentansprüche

1. Endoprothetische Knochengelenkvorrichtung, insbesondere für das Kniegelenk, umfassend eine Oberschenkel-Gelenkhöcker-Komponente zur Befestigung am Oberschenkel mit einer konvex gebogenen gelenkigen Lagerfläche, einer Unterschenkel-Gelenkhöcker-Komponente zur Befestigung am Unterschenkel mit einer entsprechend abgeflachten gelenkigen Lagerfläche sowie einer Meniskus-Komponente, welche zwei gelenkige Lagerflächen in entgegengesetzter Stellung und individueller Form besitzt, die im wesentlichen zu den gelenkigen Flächen der Ober- und Unterschenkel-Komponenten komplementär sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine der gegenseitig ausgerichteten Komplementärflächen der Ober- und Unterschenkel-Komponenten mit einer sich längs erstreckenden gebogenen Nut darin versehen bzw. geformt ist und die andere der Komplementärflächen

130020/0691

D-4000 Düsseldorf 1 · Bahnstraße 62 ■ Telefon 0211/356338

eine aus ihr hervorragende Rippe zur gleitenden Eingriffsstellung bzw. Verbindung in der Nut besitzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut und die Rippe sich längs erstreckende kreisförmig abgebogene, im wesentlichen komplementäre Formen besitzen.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut in der Unterschenkel-Komponente angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine bieondylare " Form, bei der jede der Ober- und Unterschenkel-Komponenten zwei getrennte gelenkige Lagerteile besitzt, die miteinander mindestens an ihren vorderen Bereichen in einer Seite-an-Seite beabstandeten Anordnung zur entsprechenden Stellung in den seitlichen und mittleren Zellen des Knies verbunden sind, wobei die Unterschenkel-Komponente eine einzige gemeinsame Nut oder Rippe besitzt, die sich über jede der Lager- und Verbindungsteile erstreckt, und zwei getrennte Meniskus-Bestandteile zur entsprechenden Stellung in den seitlichen und mittleren Zellen bzw. Bereichen aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meniskus-Bestandteile vollständig separat sind und die gleiche,zwischen den Zellen bzw. Bereichen austauschbare Form besitzen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Meniskus-Bestandteile ebenfalls miteinander zumindest an ihren vorderen Bereichen verbunden sind, und daß der dazwischen liegende Verbindungsteil mindestens teilweise entsprechend zur gelenkigen Fläche

130020/0691

aufrecht angeordnet ist, welche zur Oberschenkel-Komponente komplementär ist.

Beschreibung:

130020/0691