DE3312555C2

DE3312555C2 -

Info

Publication number: DE3312555C2
Application number: DE19833312555
Authority: DE
Inventors: Henning Dr.Med. 6750 Kaiserslautern De Ritter
Original assignee: Eska Medical Luebeck Medizintechnik & Co 2400 Luebeck De GmbH
Current assignee: Eska Implants GmbH and Co KG
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1983-04-05
Publication date: 1993-07-29
Also published as: DE3312555A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kniegelenkprothese nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a knee prosthesis according to the Preamble of claim 1.

Eine derartige Kniegelenkprothese ist bekannt aus der "Zeitschrift für Orthopädie und ihre Grenzgebiete" Bd. 117, August 1979, Heft 4, Seite 488ff. sowie aus den "Archives of Orthopaedics and Traumatic Surgery", 95, Seiten 89 bis 93 (1979). Dieser Kniegelenkprothese lag die Überlegung zugrunde, daß es wesentlich auf eine Prothesen verankerung ankommt, die den Verhältnissen des lebenden Knochens angepaßt ist. Die Anpassung sollte dadurch er reicht werden, daß eine Gu´par-Prothese, die einen starren Schaft aufweist, eine elastische Schaftverlängerung er hält, einem Marknagel entsprechend. Dieser bezüglich Krümmung, Länge und Durchmesser nach Röntgenbildern aus gemessene Marknagel wird auf den leicht konisch zulaufenden starren Prothesenschaft fest verkeilt aufgeschlagen. Der Schaft ist dazu mit einer entsprechenden Nut versehen. Es entsteht somit ein Prothesenschaft mit herkömmlichem, starrem Anteil im Abschnitt der Spongiosa und zusätzlich langem, biege- und drehelastischem Anteil im Bereich der Kortikalis. Er sorgt für eine feste Verankerung, die eine Verwendung von Knochenzement unnötig, ja sogar schädlich erscheinen läßt. Bei dieser Art der Verankerung wurde die Möglichkeit einer gewissen Längsverschieblichkeit belas sen, die für eine gute Auflage, und einen Kraftfluß in die Kondylen sorgen sollte. Inzwischen hat sich gezeigt, daß diese bekannte Kniegelenkprothese noch weiter verbesserbar ist. Such a knee prosthesis is known from the "Journal of Orthopedics and its Border Areas" Vol. 117, August 1979, No. 4, page 488ff. as well as from the "Archives of Orthopedics and Traumatic Surgery", 95, Pages 89 to 93 (1979). This knee prosthesis was the Consideration that it is essential on a prosthesis anchoring arrives that matches the living conditions Bone is adjusted. The adjustment should do this enough that a Gu'par prosthesis that stare you Shaft has an elastic shaft extension holds, according to an intramedullary nail. This regarding Curvature, length and diameter according to X-rays The intramedullary nail is measured on the slightly tapered rigid prosthesis socket wedged open. The For this purpose, the shaft is provided with a corresponding groove. It a prosthesis socket with conventional, rigid portion in the section of the cancellous bone and in addition long, flexible and torsionally elastic part in the area of Cortex. It ensures firm anchoring, one Use of bone cement unnecessary, even harmful lets appear. With this type of anchoring, the Allow possibility of a certain longitudinal displacement for a good circulation, and a flow of power into the Condyles should worry. In the meantime it has been shown that this known knee prosthesis can be further improved is.

Eine Prothesenverankerung für Hüftgelenksprothesen ist bekannt geworden aus der DE 28 42 847 A1. Diese beschreibt insbesondere eine Hüftgelenksprothese zur Einzementierung in den Knochen. Inbesondere wird der Schaft der Hüftgelenksprothese umgeben durch ein als Trichternetz bezeichnetes Teil. Dieses Trichternetz bildet einen Teil der Prothesenverankerung, nicht hingegen der Prothese selbst. Es liegt vollständig innerhalb des Einbettzementes, bildet also im wesentlichen eine Armierung für den Zement, damit dieser nicht nur Druckkräfte, sondern auch Zug-, Biege- und andere Kräfte aufnehmen und somit elastische Eigenschaften gewinnt. Bei einer zementfreien Fixation hingegen vermag das Trichternetz seine Funktion nicht auszuüben.A prosthetic anchor for hip prostheses is known from DE 28 42 847 A1. These describes in particular a hip joint prosthesis for Cementing in the bones. In particular, the Hip prosthesis shaft surrounded by an as Funnel net designated part. This funnel network does not form part of the prosthetic anchorage the prosthesis itself. It lies completely within the embedding cement, so forms in essential a reinforcement for the cement, so this not only compressive forces, but also tensile, Bending and other forces absorb and thus wins elastic properties. At a cementless fixation, on the other hand, can Funnel network does not perform its function.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Kniegelenkprothese bezüglich ihres starren bzw. elasti schen Verhaltens weiter so zu verbessern, daß die Kraft einleitung in den verbliebenen Knochenschaft soweit idea lisiert wird, daß eine noch dauerhaftere Prothesenveranke rung erreicht wird.The invention has for its object the known Knee joint prosthesis with regard to its rigid or elastic to improve human behavior so that the strength Introduction into the remaining bone shaft as far as idea It is lisized that an even more permanent prosthetic anchorage tion is achieved.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Kniegelenkprothese mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiter bildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The task is solved by using the knee joint prosthesis the features of claim 1. Advantageous further educations are specified in the subclaims.

Durch den Anschlag wird dafür gesorgt, daß die elastische Schaftverlängerung nur bis zu einer bestimmten Grenze auf den weitgehend starren Prothesenschaft aufschiebbar ist. Dabei ergibt sich eine definierte Aufweitung der längsge schlitzen und ansonsten rohrförmigen Schaftverlängerung. Durch diese definierte Aufweitung sind Haltekräfte zwi schen dem weitgehend starren Prothesenschaft festgelegt. Die Verbundkonstruktion aus dem Prothesenschaft und der Schaftverlängerung weist damit ebenfalls ein vorbestimm bares Elastizitätsverhalten auf. Wird nämlich die Verbund konstruktion auf Biegung beansprucht, so reagiert die Schaftverlängerung durch Aufweitung in ihrem geschlitzten Bereich. Dieses Aufweitungsverhalten läßt sich aber nur dann ausnutzen, wenn die Schaftverlängerung nicht schon beim Aufschieben auf den Schaft bis an ihre Elastizitäts grenze beansprucht wird. Durch den Anschlag wird sicher gestellt, daß die Aufweitung beim Aufschieben nur so weit geht, daß die Gesamtelastizität der Verbundkonstruktion in etwa dem Elastizitätsverhalten des Knochens entspricht. Insbesondere ist auf diese Weise auch gewährleistet, daß durch die Biegung die Schaftverlängerung nicht plastisch verformt wird, so daß nach Rückkehr in die gestreckte Po sition die auf der Elastizität der Schaftverlängerung be ruhenden Haltekräfte weiterhin bestehen.The stop ensures that the elastic Extension only up to a certain limit the largely rigid prosthesis socket can be pushed on. This results in a defined expansion of the longitudinal slits and otherwise tubular shaft extension. This defined expansion means that holding forces are between the largely rigid prosthesis socket. The composite construction of the prosthesis socket and the Shaft extension thus also has a predetermined bar elastic behavior. Namely, the composite construction is subjected to bending, that is how it reacts Shaft extension by widening in its slotted Area. However, this expansion behavior can only be exploit if the shaft extension is not already when pushed onto the shaft to its elasticity limit is claimed. The attack makes it safe posed that the expansion when postponed only so far goes that the total elasticity of the composite construction in corresponds approximately to the elasticity behavior of the bone. In particular, this also ensures that due to the bend, the shaft extension is not plastic is deformed so that after returning to the stretched bottom sition based on the elasticity of the shaft extension dormant holding forces continue to exist.

Außerdem ist erreicht worden, daß beim Einschlagen des Prothesenteiles mit dem starren Prothesenschaft eine sichere Kraftübertragung auf die Schaftverlängerung er folgt, ohne daß deren Sitz sich verschiebt. Wenn der An schlag in unmittelbarer Nähe der Prothesenschaftwurzel angeordnet ist, ist außerdem dafür gesorgt, daß der starrste Teil der Verbundkonstruktion, nämlich der Teil, wo der starre Prothesenschaft und die Schaftverlängerung parallel zueinander verlaufen, unmittelbar an das zuhal tende eigentliche Prothesenteil angreift ohne die Zwi schenschaltung eines nicht durch die Schaftverlängerung verstärkten Zwischenstückes des Prothesenschaftes.It has also been achieved that when the Part of the prosthesis with the rigid prosthesis socket safe power transmission to the shaft extension follows without their seat shifting. If the An strike in the immediate vicinity of the prosthetic socket is arranged, it is also ensured that the most rigid part of the composite construction, namely the part where the rigid prosthesis stem and the stem extension run parallel to each other, directly to the neck The actual prosthesis part attacks without the intermediate switching one not through the shaft extension reinforced intermediate piece of the prosthesis socket.

Die Kraftüberleitung im implantierten Zustand bei defi niertem Sitz erlaubt auch die kontrollierte Übertragung von Torsionsbeanspruchungen, da der nicht von dem starren Prothesenschaft begleitete Teil der elastischen Schaftver längerung bei tordiertem Knochen nachgibt und nach Beendi gung der Torsionsbeanspruchung wieder in seine vorbestimm te Position zurückkehrt. Bei der bisherigen Konstruktion hätte eher die Gefahr bestanden, daß die Schaftverlänge rung sich nach erfolgter Aufweitung ihres Längsschlitzes infolge Torsionsbeanspruchung weiter auf den starren Pro thesenschaft schiebt, wodurch es letztlich zu einer Aus lockerung der Schaftverlängerung im Markhohlraun des Knochens kommen kann. Bei der Kniegelenkprothese nach der Erfindung dagegen bleibt die physiologische Krafteinlei tung auf Dauer erhalten.The force transmission in the implanted state at defi The seat also allows controlled transmission from torsional stresses, because it is not from the rigid Prosthesis shaft accompanied part of the elastic shaft elongation in the case of twisted bone and after termination tion of the torsional stress back to its predetermined position returns. With the previous construction would have been more of a risk that the shaft extensions tion after the expansion of their longitudinal slot due to torsional stress on the rigid Pro thesschaft pushes, which ultimately leads to an end loosening of the shaft extension in the marrow hollow of the Bone can come. With the knee joint prosthesis after the The invention, however, remains the physiological introduction of force maintenance in the long run.

Dieser Umstand beseitigt einen der Hauptnachteile insbe sondere der unter Verwendung von zementeingesetzten Pro thesen, bei denen wegen der Starrheit der Verbindung zum Knochen der Zement brüchig wurde und auslockerte, da Span nungsspitzen stets am äußersten noch festen Bereich auf traten, wo der Hebelarm maximal lang ist.This fact eliminates one of the main disadvantages especially the one using cement-based pro theses in which the rigid nature of the connection to the Bones of the cement became brittle and loosened up because of chip peaks always on the outermost solid area where the lever arm is as long as possible.

Anhand der Zeichnung wird ein bevorzugtes Ausführungsbei spiel der Erfindung näher erläutert.A preferred embodiment is shown in the drawing game of the invention explained in more detail.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Oberschenkelteiles einer Kniegelenkprothese, Fig. 1 shows a side view of the femoral part of a knee joint prosthesis,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Schienbeinteiles und Fig. 2 is a side view of the shin part and

Fig. 3 einen Schnitt entlang den Schnittlinien A-A. Fig. 3 shows a section along the section lines AA.

In Fig. 1 ist der künstliche Kondylus 1 geschnitten dar gestellt. Er weist einen (nicht mehr geschnitten wieder gegebenen) Schaftansatz 2 auf, an welchen sich ein Pro thesenschaft 3 anschließt. Die aus diesen Teilen 1 bis 3 bestehende Anordnung wird auf bzw. - soweit die Teile 2 und 3 betroffen sind - in den Knochenstumpf des Ober schenkels eingesetzt, nachdem die geeigneten Resektionen vorgenommen worden sind. Der Prothesenschaft 3 ist etwa 7 bis 8 cm lang und kann die Form einer Gu´par-Prothese auf weisen. In Nuten 3a und 3b greifen die Berandungen einer längsgeschlitzten elastischen Schaftverlängerung 4 von (abgesehen vom Längsschlitz) rohrförmigem Querschnitt. Diese elastische Schaftverlängerung 4 wird auf die Nuten 3a und 3b des im wesentlichen starren Prothesenschaftes 3 aufgeschlagen bis zum Erreichen eines Anschlages 5 in Höhe der Wurzel des Prothesenschaftes 3. Die Schaftverlängerung 4, die somit ihren Längsschlitz vorne hat, ist leicht dem natürlichen Knochen entsprechend nach hinten konkav gebogen und kann in verschiedenen Dicken und verschiedenen Längen als Standardmaße für die meisten Knochen passend hergestellt werden.In Fig. 1, the artificial condyle 1 is shown cut. It has a (no longer cut again) shaft extension 2 , to which a prosthesis 3 adjoins. The arrangement consisting of these parts 1 to 3 is used on or - as far as parts 2 and 3 are concerned - in the stump of the thigh after the appropriate resections have been made. The prosthesis socket 3 is about 7 to 8 cm long and can have the shape of a Gu'par prosthesis. In the grooves 3 a and 3 b, the boundaries of a longitudinally slit resilient extension shaft 4 engage (apart from the longitudinal slot) of tubular cross section. This elastic extension shaft 4 is applied to the grooves 3a and 3b of the substantially rigid prosthesis shaft 3 opened until it reaches a stop 5 in height of the root of the prosthesis stem. 3 The shaft extension 4 , which thus has its longitudinal slot at the front, is slightly concavely bent backwards in accordance with the natural bone and can be produced in different thicknesses and different lengths as standard dimensions to suit most bones.

Der Schaft wird in die entsprechend aufgebohrte Markhöhle des Knochens bei der Operation eingeschlagen, die Aufboh rung wird etwa 1 bis 1,5 mm größer als der Durchmesser des Schaftes durchgeführt. Die Schaftverlängerung hat ein Pro fil etwa dem dreiblättrigen Kleeblatt entsprechend und paßt sich somit gut der Markhöhlenform und der Kortikalis form des Oberschenkelknochens an. Sie sitzt im Knochen fest durch elastische Verklemmungen. Das obere Ende der elastischen Schaftverlängerung muß abgerundet und vorne abgeschrägt sein, um gefahrlos in die Markhöhle des Knochens einschlagbar zu sein.The shaft is inserted into the medullary cavity of the bone struck at surgery, the reaming tion is about 1 to 1.5 mm larger than the diameter of the Shaft performed. The shaft extension has a pro fil corresponding to the three-leaf clover and fits well with the shape of the medullary cavity and the cortex shape of the thigh bone. It sits in the bone fixed by elastic jamming. The top of the Elastic shaft extension must be rounded and front beveled to safely enter the medullary canal Bone impactable.

Das untere Prothesenteil nach Fig. 2 hat bezüglich des Prothesenschaftes 3 und der Schaftverlängerung 4 prinzi piell den gleichen Aufbau, wenn auch die Schaftverlänge rung 4 vorne befindlich ist. Der Prothesenschaft 3 ist ebenfalls etwa 70 mm lang. Die hintere Kontur des Prothe senschaftes 3 steht senkrecht auf einem Auflageschild 6, die vordere Kontur wegen des leicht konischen Verlaufes des Prothesenschaftes 3 entsprechend nur fast rechtwinklig zum Auflageschild 6. Die Nuten 3a, 3b folgen dabei paral lel der vorderen Kontur des Prothesenschaftes 3.The lower prosthesis part according to FIG. 2 has the same structure with respect to the prosthesis socket 3 and the socket extension 4 , although the socket extension 4 is also located at the front. The prosthesis socket 3 is also approximately 70 mm long. The rear contour of the prosthetic senschaftes 3 is perpendicular to a support plate 6, the front contour corresponding because of the slightly conical course of the prosthesis shaft 3 only almost at right angles to the support plate. 6 The grooves 3 a, 3 b follow parallel to the front contour of the prosthetic socket 3 .

Dadurch, daß im Unterschenkel im Gegensatz zum Oberschen kel die Schaftverlängerung 4 vorne an dem Prothesenschaft 3 angebracht ist, wird auch hier eine gute Formanpassung an die Markhöhle und die Kortikalis des Unterschenkels er reicht. Auch hierfür können in Dicke und Länge verschiede ne Standardgrößen fabrikmäßig zur Verfügung gestellt wer den.The fact that in the lower leg in contrast to the thigh the shaft extension 4 is attached to the front of the prosthetic socket 3 , a good shape adaptation to the medullary cavity and the cortex of the lower leg is sufficient. For this, too, various standard sizes can be made available in the factory in terms of thickness and length.

Die elastische Schaftverlängerung 4 ist in Fig. 2 eben falls nach oben bis zu einem Anschlag 5 in Höhe der Wurzel des starren Prothesenschaftes 3 geschoben. Der Anschlag ist als umlaufende Stufe ausgebildet, welche die Schaft verlängerung allseitig stützt, wobei bevorzugt die Stufe einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Nocken auf weist, welcher in den Schlitz der Schaftverlängerung ein greift, um eine zusätzliche Torsionssicherung zu bilden. Die Position der Stufe und die Elastizität der Schaftver längerung sind nun in der Weise aufeinander abgestimmt, daß das Elastizitätsverhalten der Verbundkonstruktion von Prothesenschaft und dessen Verlängerung bei vollständig aufgeschobenem Zustand in etwa demjenigen des umgebenden Knochens entspricht. Bei Verformung durch Biegung oder Torsion kann der Prothesenschaft durch weitere Aufweitung nachgeben, da er beim Einschlagen noch nicht bis an seine Elastizitätsgrenze beansprucht wurde. Nach Rückkehr in die Ausgangslage weist die Verbindung Schaftverlängerung wie der ihre ursprüngliche - durch die Reibung zwischen den beiden Teilen bei definierter Anpreßkraft bedingte - Fe stigkeit auf. The elastic shaft extension 4 is in Fig. 2 even if pushed up to a stop 5 at the level of the root of the rigid prosthesis shaft 3 . The stop is designed as a circumferential step, which supports the shaft extension on all sides, the step preferably having a cam (not shown in the drawing) which engages in the slot of the shaft extension to form an additional torsion lock. The position of the step and the elasticity of the shaft extension are now matched to one another in such a way that the elasticity behavior of the composite construction of the prosthesis shaft and its extension corresponds to that of the surrounding bone when fully pushed open. In the event of deformation due to bending or torsion, the prosthetic socket can yield by further widening, since it has not yet been subjected to its elastic limit when it is hammered in. After returning to the starting position, the connection of the shaft extension has its original strength - due to the friction between the two parts at a defined contact pressure - due to its stability.

Über das Auflageschild 6 aus Metall ist ein Polyäthylen gleitlager 7 gestülpt, das den Ersatz des Schienbeinkopfes mit dem gelenkbildenden Anteil darstellt. Das Auflage schild ragt nach unten einige Millimeter aus dem Poly äthylengleitlager 7 heraus, um in jedem Fall sicherzustellen, daß zunächst das metallische Auflageschild 6 auf dem Knochen aufliegt und sicher die Kräfte vom Polyäthylen gleitlager 7 auf das metallische Auflageschild 6 über tragen werden. Vor einer Operation wird zunächst die Schaftverlängerung 4 bis zum Anschlag 5 geschlagen und dann das Polyäthylengleitlager 7 aufgesetzt und festgeschraubt.A polyethylene slide bearing 7 is placed over the support plate 6 made of metal, which represents the replacement of the tibia head with the joint-forming part. The pad shield extends downwardly a few millimeters of the poly äthylengleitlager 7 out to ensure in each case that first the metal support plate 6 resting on the bone and secure the forces are borne by the polyethylene plain shaft 7 to the metallic supporting plate 6 above. Before an operation, the shaft extension 4 is first struck up to the stop 5 and then the polyethylene slide bearing 7 is placed and screwed tight.

Es ist zweckmäßig, daß Polyäthylengleitlager in verschiedenen Dicken bereitzustellen, damit bei der Operation ein Höhenausgleich vorgenommen werden kann, wenn bei der Resektion zuviel Knochenmaterial entfernt werden muß. Durch den Höhenausgleich kann erreicht werden, daß die natürlichen Verhältnisse mit korrekt gestrafften Seitenbändern wiederhergestellt werden. Auch die Länge der Schaft verlängerungen ist entsprechend den vorliegenden Anforderungen variierbar.It is appropriate that polyethylene sliding bearing in different Provide thicknesses to allow for surgery Height adjustment can be made when resectioning too much bone needs to be removed. By the leveling can be achieved that the natural Relationships with correctly tightened sidebands be restored. Also the length of the shaft extensions is in accordance with the present requirements variable.

Claims

1. Knee joint prosthesis with a largely rigid prosthesis shaft and a shaft that can be pushed on in the longitudinal direction of the prosthesis shaft, which is more elastic than the prosthesis shaft, characterized in that a stop ( 5 ) is provided on the shaft of the prosthesis for sliding on the shaft extension ( 4 ).

2. Knee joint prosthesis according to claim 1, characterized in that the stop ( 5 ) is located in the immediate vicinity of the prosthesis shaft root.

3. Knee joint prosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the stop ( 5 ) is designed as a circumferential step of the prosthesis shaft.

4. Knee joint prosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the elasticity of a slotted shaft extension ( 4 ) is dimensioned such that when the shaft extension is pushed completely up to the stop ( 5 ) onto the shaft with respect to bending and / or torsional stress essentially corresponds to that of the surrounding bone.

5. Knee joint prosthesis according to one of claims 1 to 3, characterized in that the elasticity of a slotted shaft extension ( 4 ) is dimensioned such that it is pushed onto the shaft when the shaft extension is bent completely under bending and / or torsional stress when it stops ( 5 ) implanted state is not stressed beyond its elastic limit.