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Die Erfindung betrifft ein Element für ein künstliches Ge-
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lenk bzw. eine Gelenkprothese. In der britischen Patentanmeldung No.
A 1 333 412 ist eine Gelenkprothese beschrieben, die für die Verwendung als künstliches
Kniegelenk oder für andere Gelenke wie beispielsweise Ellbogen-oder Fingergelenke
geeignet ist. Ein solches Gelenk muß entweder für eine Implantation in den Körper
oder für die Verwendung in einem künstlichen Gliedmechanismus geeignet sein. Dort
wird ein Gelenk beschrieben, das aus zwei Gliedern besteht, von denen eins ein gegabeltes
Ende aufweist, wobei jede Gabelteilung des gegabelten Endes von plattenähnlicher
Ausbildung ist und an seinem Rand eine gewölbte Abrollfläche bildet; weiterhin ist
dort an jeder Gabelteilung ein einwärts gerichteter bogenförmiger Flansch vorgesehen.
Das andere Element weist einen Kopf mit einem Paar von Ausnehmungen auf, wobei jede
Ausnehmung eine der gewölbten Abrollflächen ergreift und einen Halteanschlag aufweist,
der einstückig mit dem Kopf zwischen den Ausnehmungen ist; der Anschlag erstreckt
sich auf jeder Seite auswärts, um die Flansche zu umfassen. Insbesondere sind die
bogenförmigen Oberflächen und die Ausnehmungen so ausgebildet, daß die Relativbewegung
dazwischen die Bewegung
eines Oberschenkelknochen-Gelenkkopfes simuliert.
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Diese Prothese war recht erfolgreich, aber es muß für weitere Festigkeit
in dem Ansatz gesorgt werden, auch ist es wünschenswert, eine Konstruktion vorzusehen,
bei welcher ein größerer Abschnitt des Kopfes aus Materi-alien, wie beispielsweise
Titan oder einer Titanlegierung ausgebildet werden kann, die in komplexe Form schwierig
zu schmieden sind. Es wurden Kunststoffmaterialflächen tragende Metallträger vorgeschlagen,
jedoch primär als Stütze für die Gelenkoberflächen (Insall-Burstein Knee System
Brochure of Zimmer Inc. Warsaw Indiana USA t979).
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Gemäß der Erfindung wird ein Element für ein künstliches Gelenk zwecks
Eingriffes mit einem anderen Element geschaffen, das ein gabelförmiges Ende aufweist,
wobei jede Gabelung einen einwärts gerichteten bogenförmigen Flansch aufweist, wobei
an dem Kopf des Elementes ein Paar von Ausnehmungen und ein Halteanschlag mit Erstreckungen
auf jeder Seite vorgesehen sind, um die Flansche zu umfassen. Dabei ergreifen die
Ausnehmungen Abrollflächen des anderen Elementes, wobei die Lagerfläche des Elementes
eine Kunststoffmaterialschicht hohen Molekulargewichtes ist und über einem Hauptkörper
aus hochfestem Metall angeordnet ist, der an der Endfläche Ausnehmungen aufweist,
welche den eingreifenden Ausnehmungen in der Lagerfläche entsprechen, wobei
sich
eine Zunge dazwischen in den Anschlag erstreckt.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfaßt die Zunge einen Steg,
der sich längs des Anschlages erstreckt und einen oder mehrere abgesetzte Abschnitte,
insbesondere Öffnungen über die Dicke des Steges umfaßt, um die Zungen des Kunststoffmaterialies
zu ergreifen und so das Festhalten oder Verkeilen der Kunststoffmaterialschicht
zwecks Eingriffes mit dem metallischen Steg zu unterstützen. Eine weitere Einrichtung
zum Zurückhalten der Kunststoffschicht zwecks Eingriffes mit dem metallischen Körper
ist wenigstens eine Teil-Um-Umfangsnut, die in einem kleinen Abstand von dem Rand
des Außenendes des Hauptkörpers angeordnet ist, in welche ein Saum oder ein ringförmiger
Abschnitt aus Kunststoffmaterial, welcher sich von dem Hauptabschnitt des Kunststoffmaterials
abwärts erstreckt, ragt und damit in Eingriff steht.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand
der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Schnittansicht eines Tibia-Elementes,
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Elementes,
Fig.
3 eine Draufsicht auf den Kopf des Elementes.
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Dieses Element ist zum Eingriff mit einem Oberschenkelknochen-Element
einer Sheehan Knie-Prothese vorgesehen, wie sie in der GB-Patentanmeldung No. A
1 333 412 beschrieben ist. Ein solches Element weist ein gegabeltes Ende mit zwei
plattenähnlichen Gabelungen auf, deren innere Oberflächen einwärts gerichtete Flansche
aufweisen.
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Das Tibia-Element umfaßt einen Kopf 1 und einen Schaft 13.
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Der Kopf l umfaßt einen Halteanschlag 2 mit Erstreckungen 3 auf jeder
Seite, um die Flansche des gegabelten Elementes zu umfassen. Weiterhin ist ein Paar
Mulden oder Ausnehmungen 4 vorgesehen, welche die Abrolloberflächen des gegabelten
Elementes ergreifen und welche so ausgebildet sind, daß die Relativbewegung mit
den Oberflächen der Gabeln des Oberschenkelgliedes die Bewegung eines Oberschenkelknochen-Gelenkkopfes
simuliert. Das Element umfaßt einen Hauptkörper 5, der aus einem geeigneten Metall
besteht und in dessen Endflächenabschnitt zwei Ausnehmungen 6 vorgesehen sind, welche
den eingreifenden Ausnehmungen 4 entsprechen. Die Ausnehmungen in dem metallischen
Abschnitt entsprechen im allgemeinen den Ausnehmungen in der Kunststoffschicht,
obwohl sie nicht notwendigerweise damit identisch sind. Aufgrund der Metallwölbung
der Ausnehmungsabschnitte
6, welche die Krümmungsradien der ergreifenden
Ausnehmungen 4, d.h. der Gelenkoberflächen, widerspiegeln, wirken die mit Ausnehmungen
versehenen Abschnitte 6 als innere Stütze für die Gelenkoberflächen. Zwischen den
mit Ausnehmungen versehenen Abschnitten 6 erstreckt sich eine Metallzunge 7 von
dem Hauptkörper 5 in einen Anschlag 2.
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Die Lagerflächenschicht 8 des Elementes umfaßt ein hochmolekulares
Kunststoffmaterial und bildet auf jeder Seite des Anschlages Vorsprünge 3, welche
die Flansche des Oberschenkeiknochen-Elementes umfassen. Vorzugsweise erstreckt
sich die Zunge als Steg 7 längs der Länge des Anschlages, um für den Anschlag eine
seitliche Biegefestigkeit zu schaffen.
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Längs der Länge des Steges sind ein oder mehrere Einbuchtungen oder
Zwischenräume 9 vorgesehen, die Öffnungen sein können, welche sich über die Dicke
des Steges erstrecken und in welche sich Zungen des Kunststoffmaterials erstrecken,
um so ein Festhalten der Kunststofflagerfläche an dem Element zu gewährleisten.
Die Eintrittsabschnitte in diese Öffnungen können von etwas größerem Durchmesser
als die Mittelbohrungen sein, welche die Eintrittsabschnitte miteinander verbinden.
Hierdurch wird das Eintreten des Kunststoffes in die Öffnungen unterstützt. Die
Kunststoffmaterialschicht erstreckt sich von dem Anschlag über das Ende des Elementes,
um die ergreifenden Ausnehmungen 4 und Ränder bzw. Lippen 10 zu bilden. Diese erhöhten
Lippen stabilisieren die Bewegung
des Gelenkes. Die Lagerschicht
kann einen ringförmigen Abschnitt oder einen Saum aufweisen, der sich um den Rand
der Endfläche des Elementes erstreckt. Um den Metallkopf kann etwas unterhalb des
Außenrandes des metallischen Hauptkopfes eine Umfangsnut 11 vorgesehen sein, in
welche sich Zungenabschnitte von dem ringförmigen Abschnitt oder Saum der Kunststoffoberfläche
erstrecken, um somit ein weiteres Arretieren der Kunststofflagerfläche an dem metallischen
Hauptelement zu gewährleisten. Die Lippe 12 dieser Nut in der Nähe des Außenendes
ist in Abschnitte geteilt oder unterbrochen.
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Wenn eine Implantation in den Körper in Betracht gezogen wird, wird
vorzugsweise der Hauptkörper des Elementes aus einem geeigneten Metall wie eine
Chrom-Kobalt-Legierung oder nichtrostender Stahl oder vorzugsweise aus Titan oder
einer Titanlegierung hergestellt, die geschmiedet werden kann. Die Kunststoffschicht
kann aus einem geeigneten Lagermaterial wie beispielsweise einem biologisch verträglichen
Kunststoffmaterial gebildet sein. Ein besonders geeignetes biologisch verträgliches
Kunststoffmaterial ist ein hochdichtes Polyethylenmaterial oder ein faserverstärktes
Polyethylen- mit ultrahohem Molekulargewicht, insbesondere mit Carbonfaser verstärktes
Material. Durch Faserverbundmetall geschützte Konstruktionen unterstützen eine reduzierte
plastische Verformung der Kunststoffgliedfläche.
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Der Schaft 13 weist drei Abflachungen 14 auf, um eine Rotation innerhalb
des Zementbettes zu verhindern, welches den Schaft in dem Schienbeinknochen hält,
wobei die Spannungskonzentration an der Zwischenfläche zwischen Prothese und Zement
auf ein Minimum herabgesetzt wird.
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Eine Rotation wird weiterhin durch Abflachungen 15 an den gegenüberliegenden
Seiten des kugelartigen Teiles des Hauptkörpers 5 vermieden, welches in Zement in
der proximalen Tibia eingebettet ist.
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Das Element wird durch Formen der Kunststoffschicht auf dem metallischen
Körper ausgebildet. Dies erfolgt im Gegensatz zu der bekannten Konstruktion, bei
welcher ein wesentlicher Körper aus Polymermaterial den Kopf bildet und aufgrund
der Schwierigkeit der Formgebung im allgemeinen eine Bearbeitung aus einem Block
erfordert. Eine geformte Schicht hat einen überlegenen Oberflächenzustand.