DE3332354A1 - Patellaprothese - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sieh auf eine Patellaprothese beziehunasweise Implantat zum Ersatz der Gelenkflächen-

seite einer Kniescheibe mit einer erhabenen beziehungsweis« konkav gewölbten, der Gleitrinne in den natürlichen orler implantierten Femurschalen. angepaßten und sich in der Oberschenkel-Gleitrinne bewegenden Gelenkschale und einer dem Patellaknochen zugewandten, mit mindestens einem Zapfe: versehenen und mit dem Patellaknochen zu verbundenden und fixierenden Knochenplatte. ^

Es ist bekannt, die aufgrund von Verletzungen oder Erkrankungen unbrauchbar gewordenen Kniegelenkelemente durch femorale beziehungsweise tibiale Implantate sowie bei Bedarf durch Patellakomponenten zu ersetzen. Dabei sind die Femurkomponenten üblicherweise als schalenförmige Metallkomponenten ausgebildet und anatomisch ausgestaltet. Als tibiale Implantate sind Polyäthylenplateaus unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlicher Höhe als Einzelgleitflächen bekannt.

Hinsichtlich der Patellakomponente.ist ein Gleitlagertotalersatz bekannt, der aus einer Metall-Kunststoff -Kombination besteht, wie sie auch von anderen Teil- und Totalprothesen bekannt ist. Die Form des Gleitlagertotalersatzes ist dabei so gewählt, daß sie den üblichen Kniescheibengrößen und den Variationen des femoralen Gleitlagers angepaßt ist. Dabei besteht die femorale Komponente aus einer nur einseitig verwendbaren, konkav ge-

wölbten dünnen Metallschale, die an ihrer dem
Knochen zugewandten Seite mit drei Zapfen im
Knochenzement zu verankern ist.

Die zugehörige Kniescheibenkomponente besteht aus Polyäthylen mit einem runden Zentralzapfen, der
•konisch hinterfräst ist. Die dem Gelenk zugewandte ;

Seite ist kielartig erhaben und paßt sich der j

konkaven Femoralrinne großflächig anliegend an.

Die Konstruktion bekannter Patellagleitlager- j

prothesen ist dabei so gewählt, daß sie sowohl j

mit Schlittenprothesen als auch mit intrakondy- ί

lären Kniegelenktotalprothesen kombiniert werden

ι können.Die Indikation für den Patellagleitlager-

totalersatz ist in allen destruktiven und dege- i

nerativen Veränderungen des Kniescheibengleit- j

lagers gegeben, insbesondere auch bei patellabe- !

dingten Restbeschwerden bereits mit Prothesen ver- . j

sorgter Kniegelenke. " :

Andere bekannte Patellakomponenten sind aus Polyäthylen gefertigt und weisen einen runden Zentral- ^: zapfen auf, der ebenfalls konisch hinterfräst ist.
Um den Zapfen herum sind vier Haftlöcher gleichmäßig angeordnet. Die Gelenkseite ist erhaben beziehungsweise konisch ausgebildet und paßt sich der.
Rinne in den Femurgleitrinnen entsprechend den unterschiedliche Größen der Implantate dienen zur Anpassung an die jeweilige Patella und sind sowohl

[ COPY '

rechts als auch links verwendbar.

Wiederum andere bekannte Patellagleitlagerprothesen weisen eine femorale Komponente aus Polyäthylen auf/ deren dem Gelenk zugewandte Seite der konkaven Femoralrinne angepaßt ist. Die entgegengesetzte Seite besteht aus Metall und weist zur verbesserten Lagefixierung eine poröse Beschichtung auf.

Je nach Art der Schädigung der Patella kann wahlweise ein totaler Ersatz des Patellagleitlagers oder ein Patellarückflächenersatz erforderlich werden. Eei einem totalen Ersatz des Patellagleitlagers wird das femoral geschädigte Knorpelgebiet entfernt und ein entsprechendes Patellagleitlager mittels drei Zapfenlöcher in den Kniescheibenknochen eingepaßt und einzementiert.

Bei einem Ersatz der gesamten Patellarückfläche wird die Patella bei nahezu gestrecktem Knie umgekippt und die Rückfläche in etwa 5 bis 6 mm Stärke tangential abgesägt. Mit Hilfe einer Bohrlehre wird ein zentrales Haftloch an einer gewünschten Stelle gesetzt. Nach der Größenauswahl der Patellakomponente werden mittels eines Spiralbohrers mehrere randständige Haftlöcher angelegt und anschließend die Pa'tellaprothese einzementiert. Das so an der verbleibenden Kniescheibe befestigte Patellagleitlager beziehungsweise der Patellarückflächenersatz

ist verschiedenartigen Beanspruchungen ausgesetzt. Wie den Darstellungen der Figuren 1 bis 4 zu entnehmen ist, ist mit jeder Beuge-, Streck- und Drehbewegung des Knies bzw. Unterschenkels eine seitliche und eine auf- oder abwärtsgerichtete Verschiebung der Kniescheibe gegenüber dem Femur verbunden. Zusätzlich hat infolge der schräg verlaufenden Femurrinne (Fossa patellaris femoris) allein bei der Beugung und Streckung des Knies jede Auf- und Abwärtsbewegung des Oberschenkels gegen die Patella zur Folge, daß die Patella eine seitliche Verschiebung erfährt. Bei den Bewegungen des"Kniegelenkes werden unter der ständigen Kompression der Patella gegen den Oberschenkel auf die Patella Auf-, Abwärts- und seitlich gerichtete sowie Torsions- bzw. Rotationskräfte ausgeübt. Diese Verhältnisse sind insbesondere den Darstellungen gemäß den Figuren 1, 2 und 5a zu entnehmen, in denen mit F die Femurkomponente, mit T die .-Tibiäkomponente und mit P die Patellakomponente bezeichnet sind, wobei die Femurkomponente aus einem Femurimplantat 8 und die Tibiäkomponente aus einem Tibiaimplantat 9 bestehen kann.

Setzt man die bekannten Patellaprothesen ein, so ist die Prothese ähnlich wie die Patella sowohl den cranio-caudal bzw. caudo-cranialwifkenden als auch seitlichen Druck- und Schubkräften ausgesetzt, die bei

Copy J

jeder Bewegung des Kniegelenkes auftreten. Dadurch · treten Lockerungen zwischen der einzementierten Patellaprothese und dem Patellaknochen auf, die z.T. bedingt sind durch die relativ kleine Haftfläche der Patellaprothese im Vergleich zu den einwirkenden Kräften. Die Lockerung der Prothese ist - abgesehen von Schmerzen und Beeinträchtigung der Kniefunktion - ein medizinisches Problem, da sich die Reimplantate sowohl operativ als auch bezüglich der Refixierung und hinsichtlich der Erfolgsdauer als sehr problematisch erweisen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Verschleiß einer implantierten Patellaprothese beziehungsweise Patellagleitlagerprothese auch bei starker Bewegung des Kniegelenks zu vermindern und ein Lockern der einzelnen Komponenten des Implantats sowie des Implantats gegenüber der Kniescheibe auch nach langem Gebrauch zu verhindern sowie eine mögliche Beschädigung der Komponenten im Verlauf der Implantation weitestgehend auszuschließen und einen Austausch der Gelenkschale einer Patellaprothese ohne Ersatz der Knochenplatte zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,daß die Patellaprothese aus zwei separaten Komponenten, einer Gelenkschale und einer Knochenplatte, besteht, die miteinander verbunden und gegeneinander drehbar beweglich sind.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht durch eine Zweiteilung der Patellaprothese, daß sich die beiden Teile im implantierten Zustand sicher drehen können.

Die bei der Bewegung des Kniegelenks auf das Implantat einwirkenden mehraxialen, seitlichen Schub- und Druck- sowie schrägen und cranio-caudal bzw. caudo-cranial Kräfte werden dabei infolge eines außermittigen Kraftangriffes in eine Drehbewegung der Gelenkschale umgesetzt/ so daß nur ein Teil der einwirkenden Kräfte auf die Knochenplatte übertragen wird. Demzufolge wird die Gefahr der Lockerung zwischen der Knochenplatte und der Kniescheibe sowie die Lockerung der beiden Teile eines zweiteiligen Implantats herabgesetzt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht im geringeren Verschleiß der Patellaprothese, da die Gelenkschale durch die Möglichkeit der Rotation der einwirkenden Kräfte ausweicht.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß beim Einsetzen des Implantates zunächst nur die mit dem Kniescheibenknochen zu verbindende Knochenplatte eingesetzt bzw. einzementiert wird. Bis zur Fixierung bzw. Abhärtung des Knochenzementes ist ein permanenter Druck erforderlich. Dieser notwendige Kompressionsdruck wird nur auf die Knochenplatte ausgeübt. Die Gelenkschale wird dann auf die Knochenplatte aufgesetzt bzw. eingerastet. Dadurch ist eine Beschädigung der glatten Fläche der Gelenkschale, die für die Kleinhaltung des Abriebes gegenüber dem Femur ■ von großer Bedeutung ist, vermieden.

f COPY

Ein weiterer Vorteil besteht in der Möglichkeit der Auswechslung der Gelenkfläche der Patellaprothese ohne Beeinträchtigung, Gefährdung oder Auswechslung der Knochenplatte. Dies ist in den Fällen von Vorteil, wo nach dem Implantieren von mehreren Kniegelenkselementen es nur zur Lockerung der tibialen bzw. femoralen Komponente kommt oder wenn Sonderanfertigungen der Gelenkschale mit der Knochenplatte zu verbinden sind. Wenn beim Auswechseln der femoralen, tibialen bzw. beiden Komponenten ein Verschleiß an der Patellaprothese vorliegt, kann die Gelenkschale der Patellaprothese ohne jede Gefährdung oder Notwendigkeit eines Austauches der Knochenplatte ausgewechselt werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zweiteilung der Patellaprothese ist.darin zu sehen, daß auf eine Knochenplatte bestimmter Abmessungen unterschiedliche Gelenkschalen aufgesetzt werden, können. So besteht die Möglichkeit, beim Implantieren bei bereits eingesetzter . Knochenplatte unterschiedliche Größen von Gelenkschalen auszuprobieren, um einen optimalen Sitz und eine optimale. Anpassung an das femorale Gelenk zu ermöglichen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Lösung sind den Merkmalen der.Unteransprüche zu entnehmen, wobei es sich als besonders vorteilhaft erweist, einen Einrastmechanismus zwischen der Knochenplatte und der Gelenkschale vorzusehen. Dabei ist die Knochenplatte mit einem zentralen zylinderförmigen Zapfen mit einer kugelförmigen Spitze, und die Gelenkschale mit einer dem Zapfen angepaßten zentralen Bohrung versehen.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung eines Kniegelenks mit einer Patella-, Femur- und Tibiaprothese,

Fig. 7 einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Patellaprothese,

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine Patellaprothese mit überstehendem Rand.

In Fig. 6 ist schematisch ein Kniegelenk dargestellt, das eine femorale, schalenförmige Metallkomponente 8 und ein'tibiales Kunststoffplateau 9 aufweist. An der Rückseite des Patellaknochens P ist eine Patellaprothese 10 eingesetzt, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus zwei zusammengesetzten Bestandteilen besteht und eine knochenseitige Knochenplatte 2 sowie eine gelenkseitige Gelenkschale 1 aufweist. Selbstverständlich ist das vorliegende Ausführungsbeispiel nicht auf den Einsatz in einer Totalprothese beschränkt, sondern kann auch in gleicher Weise in Teilprothesen beziehungsweise ohne. Vorhandensein einer Femur- oder Tibiaprothese eingesetzt werden,

Das vorliegende Ausführungsbeispiel kann'sowohl ohne einen endoprothetischen Ersatz des femoro tibialen Gelenkes als auch in Kombination mit diesem eingesetzt werden. Im ersteren Fall ist allein der Ersatz der Patellagleitflache des Oberschenkels ausreichend.

COPY

Die detailliert in Fig. 7 im Querschnitt dargestellte Patellaprothese besteht gemäß der vorliegenden Erfindung aus einer Gelenkschale 1, deren dem Gelenk zugewandte ι Seite konvex erhaben ist und sich der konkaven femoralen Rinne großflächig anliegend gut anpaßt. Der zweite Teil der Patellaprothese besteht aus einer dem Knochen zugewandten Knochenplatte 2, an deren dem Knochen zugewandten Seite Zapfen 5/ 6 sowie wahlweise eine körnige Beschichtung mit kleinen Kügelchen. zur Verbesserung und Vergrößerung der Haftfläche und damit zur Verbesserung der Haftung vorgesehen sind. Zusätzlich wird damit ermöglicht, daß im Falle einer zementlosen Verbindung die Knochensubstanz in die Zwischenräume der Knochenplatte einwächst.

An ihren Berührungsflächen sind die Kunststoffschale 1 und die Knochenplatte 2 kreisförmig und glatt ausgebildet. Mittig weist die Kunststoff schale 1- eine Bohrung 3 auf, die wahlweise an ihrer tiefsten Stelle hinterschnitten sein kann. Die Knochenplatte 2 ist an ihrer der flachen Seite der Kunststoffschale 1 zugewandten Seite mit einem Zentralzapfen 4 versehen, der an seinem äußeren Ende mit einer kugelförmigen Verdickung versehen sein kann Diese Verdickung greift im zusammgengesetzten Zustand in die Hinterschneidung der zentralen Bohrung 3 der Kunststoff schale 1 ein. Bei einer metallischen Ausführung der Knochenplatte 2 sowie des Zentralzapfens 4 und einer Kunststoffausführung der Gelenkschale 1 kann auch auf eine Hinterschneidung der Bohrung 3 verzichtet werden, da ein nachgiebiger Kunststoff aus beispielsweise Polyäthylen eint ausreichende Drehbewegung bei Gewährleistung eines festen Sitzes ermöglicht.

Die Art der Verbindung der Gelenkschale 1 mit der Knochenplatte 2 kann auch in anderer als dargestellter

_ 12 _

Weise vorgenommen werden, vorausgesetzt, daß es sich um eine selbsthaltende Klemmverbindung handelt. Beim Zusammensetzen der beiden Teile werden beide Teile bis zum Ineinanderrasten aufeinander gedrückt. Im zusammengesetzten Zustand muß gewährleistet sein, daß die Kunststoffschale 1 gegenüber der Knochenplatte 2 drehbar ist.

Im implantierten Zustand der zweiteiligen Patellaprothese ist somit eine Rotation der beiden Teile gewährleistet, so daß die auf das Implantat einwirkenden axialen und schrägen Kräfte in eine Rotationsbewegung beim Bewegen des Kniegelenks umgesetzt werden. Bei einer Bewegung des Kniegelenks dreht sich die Gelenkschale 1 daher gegenüber der mit dem Patellaknochen verbundenen Knochenplatte.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Zweiteilung der Patellaprothese ist darin zu sehen, daß auf eine Knochenplatte bestimmter Abmessungen unterschiedliche Gelenkschalen aufgesetzt werden können. So besteht die Möglichkeit, beim Implantieren bei bereits eingesetzter Knochenplatte unterschiedliche Größen von Gelenkschalen auszuprobieren, um einen optimalen Sitz und eine optimale Anpassung an das femorale Gelenk zu ermöglichen.

Vorstehend wurde eine als Patellagleitlager beziehungsweise Patellarückflächenersatz dienende Patellaprothese beschrieben, die aus zwei Teilen,

einer femoralen Gelenkschale und einer an der Kniescheibenrückseite befestigten Knochenplatte zusammengesetzt ist, die über eine selbsthaltende Klemmverbindung drehbar miteinander verbunden sind. Im implantierten Zustand der Patellaprothese ist eine Rotation der Gelenkschale gegenüber der fest mit der Kniescheibe verbundenen Knochenplatte gewährleistet. Die selbsthaltende Klemmverbindung kann aus einer Nut- und Zapfenverbindung bestehen, die eine leichte Drehbarkeit gewährleistet, zu deren Lösung im verbundenen Zustand aber eine bestimmte, festlegbare Kraft erforderlich ist.

In Fig. 8 ist eine Variante der erfindungsgemäßen Patellaprothese dargestellt, die im wesentlichen der Anordnung gemäß Fig. 7 entspricht, bei der jedoch die Knochenplatte 2 im Durchmesser größer ausgebildet ist als die Gelenkschale und einen überstehenden Rand aufweist, der die Außenkante der Gelenkschale 1 umfaßt.

Claims (7)

1. EISENFÜHR &

   Patentanwälte -'turopean Patent Attorneys

   Unser Zeichen: I 164

   Anmelder/inh.: Dr.med. Izadpanah

   Aktenzeichen: Neuanmeldung Patentanwälte

   Dipl.-Ing. Günther Eisenführ Dipl.-Ing. Dieter K. Speiser ·

   _D„_um:7. Septenfcer 1983

   Orthopäde Dr. med. Mohammad Izadpanah, Falkenwerg 22, 2945 Sande

   Patellaprothese

   PATENTANSPRÜCHE

   { 1. Patellaprothese beziehungsweise Implantat zum Ersatz der Gelenkflächenseite einer Kniescheibe mit einer konvex

   ■ und/oder konkav gewölbten, der natürlichen oder implantierten . Oberschenkel-Gleitrinne angepaßten und sich in der Oberschenkel-Gleitrinne bewegenden Gelenkschale und einer dem Patellaknochen zugewandten, vorzugsweise mit mindestens einem Zapfen versehenenund mit dem Patellaknochen zu verbindenden und fixierenden Knochenplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Patellaprothese aus zwai separaten Komponenten,'einer Gelenkschale (1) und einer Knochenplatte (2), besteht, die miteinander verbunden und gegeneinander drehbar beweglich sind.

   DN/iml
2. 2. Patellaprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkschale (1) und die Knochenplatte (2) mittels einer selbsthaltenden Klemmverbindung (3, 4) miteinander verbunden sind;
3. 3. Patellaprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenplatte

   (2) auf der der Gelenkschale (1) zugewandten Seite einen zylinderförmigen Zapfen (4) mit einer kugelförmig verdickten Spitze aufweist und die Gelenkschale (1) mit einer dem Durchmesser des Zapfens (4) und der kugelförmig verdickten Spitze angepaßten zentralen Bohrung versehen ist, um die der Zapfen (4) derart einrastet, daß die Knochenplatte

   (2) und die Gelenkschale (1) selbsthaltend klemmend aber gegeneinander drehbar verbunden sind.
4. 4. Patellaprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkschale (1) aus Kunststoff, vorzugsweise Polyäthylen besteht.
5. 5. Patellaprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenplatte (2) und der Zapfen (4) aus Metall, vorzugsweise einer Kobalt-Chrom-Legierung-besteht.
6. 6. Patellaprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einander zugewandten Flächen der Gelenkschale M) und der Knochenplatte (2) kreisförmig sind.
7. 7. Patellaprothese nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Knochenplatte (2) einen hochstehenden, die Gelenkschale (1) einfassenden Rand aufweist. · _CQpY