DE3840470A1

DE3840470A1 - Prothesenkomponenten zum ersatz des meniskusapparates

Info

Publication number: DE3840470A1
Application number: DE19883840470
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl Ing Dr Lieke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-12-01
Filing date: 1988-12-01
Publication date: 1990-06-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prothesenkompo nente, die als Ersatz des natürlichen Meniskus vor gesehen ist und die zwischen Tibia und Femur als Puffer gelagert ist, bestehend aus, in der Aufsicht halbmondförmigen und im Querschnitt keilförmigen, verschieblichen Polstern.

Kniegelenksendoprothesen sind überwiegend aus einem relativ harten und unelastischen Material herge stellt. Natürliche Gelenke sind demgegenüber wesent lich nachgiebiger. Die natürlichen Dämpfungseigen schaften fehlen in den gebräuchlichen Endoprothesen weitgehend. Da bei dem normalen alltäglichen Ge brauch der Gelenke dennoch die gleichen Belastungen auftreten, wie vor der Implantation der Prothese, müssen die auftretenden Belastungen an einer anderen Stelle im Kraftfluß aufgefangen und abgepuffert werden. Hierzu sind aber weder die implantierten Prothesen noch die verbliebenen Knochen geeignet resp. vorgesehen.

Im Kniegelenk haben die Menisken die Aufgabe einer dynamischen Gelenkpfanne; sie sollen die auftreten den Kräfte großflächig verteilen, so daß die Bean spruchung der mitbeteiligten Gewebe innerhalb der Toleranzgrenzen bleibt. Als verschiebliche, elastische Polster erhöhen sie die Elastizität des Gelenkes.

Diese Funktionen gehen durch die Implantation der Prothese verloren; ein ungünstiger Einfluß auf die Haltbarkeit der Verankerung ist die Folge.

Aus EP 00 21 421 ist eine Knieprothese bekannt, bei welcher ein schlittenförmiges Meniskallager bekannt ist; hierbei sollen angeblich punktförmige Belastungen der Femurkondylen auf die Gelenkflächen des Tibiaplateaus großflächig verteilt werden.

Verglichen mit dem natürlichen, anatomisch normalen Knie, ist diese Prothese hierzu nicht in gleicher Weise in der Lage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prothesen komponente für das Kniegelenk zum künstlichen Ersatz der Menisken so zu verbessern, daß die künstlich erzielbaren Funktionen dieses Meniskusapparates denen des physio logisch-anatomisch normalen Knies weitgehend gleichen. Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die physiologisch-anatomisch normalen Menisken weitgehend nachgeahmt sind; vor allem in Form, Ansatzstellen, liga mantärer Verbindungen, elastischem Dämpfungsverhalten, der Feinstruktur - und hierbei vor allem bezüglich der Fasern und des Faserverlaufes (usw.).

Wichtig ist hierbei, daß der Meniskusapparat als inte grierter Bestandteil resp. als flankierende Maßnahme zur Gestaltung der übrigen Anteile des Kniegelenkes anzusehen ist, d.h. daß bezüglich Femur-, Tibia- und Patellaformen dasselbe Gestaltungsprinzip angewandt wird: auch hier er folgt Nachahmung der anatomischen Normalform desselben Kniegelenkes.

Der hier vorgestellte künstliche Meniskusapparat ist ein schüsselförmiges Gebilde - vorzugsweise mit Faseranteilen und mit keilförmigem Querschnitt - welches am Rand der Tibiakopfgelenkfläche gelagert ist. Die Menisci sind halbmondförmig, wobei die scharfe Kante des Keiles gegen das Gelenkinnere gerichtet ist.

Diese künstlichen Menisci sind verschiebliche, elastische Polster, die den Druck des Oberschenkels auf größere Flächen verteilen.

Jeder künstliche Meniskus besitzt eine Ansatzstelle in der künstlichen Area intercondylaris anterior und posterior, wobei Ansätze des medialen Meniskus diejenigen des lateralen umfassen (Fig. 2).

Der mediale Meniskus ist im Hinterhornbereich etwas breiter als in den mittleren und vorderen Partien. Er weist einen größeren Krümmungsradius auf als der laterale und verläuft entlang der Kante des Tibiakopfes.

Das künstliche Vorderhorn ist an seiner Spitze bandartig mit der vorderen Tibiakante, resp. dem ventralen Rand der Eminentia intercondylaris, in einer Variante auch mit dem vorderen Kreuzband verbunden.

Mit dem lateralen Meniskus steht er ventral durch ein künstliches Band in Verbindung, welches dem natürlichen Lig. transversum entspricht.

Der künstliche laterale Meniskus ist vorzugsweise deut lich breiter als der mediale. Er besitzt einen wesentlich kleineren Krümmungsradius, so daß er fast zu einem Ring geschlossen erscheint (Fig. 2).

Vorder- und Hinterhorn des künstlichen lateralen Meniskus setzen direkt im Bereich der Eminentia intercondylaris an. In einer Variante gehen einige der künstlichen Faser züge ins hintere Kreuzband über im Bereich des natür lichen Lig. menisci fibularis; der größte Teil setzt in der Fossa intercondylaris direkt am Femur an.

Die künstlichen Menisci haben als zwischengelagerte Puffer elastische und dämpfende Eigenschaften, sie sind reversibel verformbar.

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbei spiel unter Bezugnahme auf Zeichnungen weiter erläutert. Fig. 1a bis 1d zeigen den künstlichen Meniskus in der Seitenansicht bei gestrecktem Knie sowie in verschiedenen Beugungsphasen, wobei der Meniskus verformt wird, er ist dabei gleichzeitig auf dem Tibiaplateau verschiebbar.

Der künstliche Meniskus (Men) ist als bewegliches, elastisches Polster zwischen künstlichem Femur (F) und künstlicher Tibia (T) zwischengelagert.

Fig. 2a bis 2c zeigen den künstlichen medialen und late ralen Meniskus in der Draufsicht während der Beugungs phase; dabei werden die Menisci verformt und - ebenso wie die physiologisch anatomisch normalen Menisci - auf dem Tibiaplateau reversibel verschoben. Vorzugsweise ist da bei der laterale Meniskus weiter nach dorsal verschieb bar. Die Menisken sind - ebenso wie die physiologisch anatomisch normalen Menisci - an den gleichen (künst lichen) Orten auf der Tibia fixiert.

Fig. 3 zeigt in der Draufsicht ein Beispiel der Fein struktur der Menisci. Arkadenförmige Faserzüge sind in der elastischen Dämpfungsmasse der künstlichen Menisci integriert; diese ergeben einen zugfesten Ring v.a. im peripheren Drittel der Menisci. In den zentralen zwei Dritteln des künstlichen Meniskus finden sich die mehr radiär orientierten Einzelausläufer der Arkaden.

Fig. 4 zeigt den keilförmigen Querschnitt der künstli chen Menisci. Vorzugsweise sind faserartige Strukturen integriert, die zur Erhöhung der Zugfestigkeit dienen.

Claims

1. Prothesenkomponente, vorgesehen zur Anwendung im menschlichen Körper als Gelenkkomponente, vorzugsweise als mobiles Stoßdämpfer-Feder-Element, vorzugsweise für das Kniegelenk, vor allem vorgesehen als Stoßdämpfer-Fe der-Element resp. elastisches Dämpfungselement zur Er höhung der Elastizität des Gelenkes, vorzugsweise vorge sehen als künstlicher Meniskusersatz,
dadurch gekennzeichnet, daß der physiologisch-anatomisch normale Meniskus künstlich nachgeahmt ist, vor allem in Form und Lage, Ansatz der Meniskusbögen ventral und dorsal im Bereich der Eminentia intercondylica, im Bereich des Querschnittes, in Varianten auch nachgeahmt ist in weiteren Verbindungselementen (z.B. Lig. trans versum), Verformbarkeit und Elastizitätsverhalten,
dadurch gekennzeichnet, daß verschiebliche Polster zwischen Femur und Tibia gelagert sind (Fig. 1a, 1b, 1c, 1d) (die den Druck des Oberschenkels auf größere Flächen der Tibia verteilen), wobei diese verschieblichen Polster in der Aufsicht im wesentlichen halbmondförmig (Fig. 2a, 2b, 2c) sind und im Querschnitt eine Keilform besitzen (vgl. Fig. 4), dabei ist die scharfe Kante des Keiles gegen das Gelenkinnere gerichtet,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß jedes der bogigen Polster eine Ansatzstelle im Bereich der künst lichen Area intercondylaris anterior und posterior (Fig. 2) hat, wobei die Ansätze des medialen künstlichen Menis kus diejenigen des lateralen umfassen (Fig. 2),
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der künst liche mediale Meniskusersatz, im Hinterhornbereich vorzugsweise etwas breiter ist als in den mittleren und vorderen Partien,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der künst liche mediale Meniskus an seiner Spitze vorzugsweise bandartig mit der vorderen künstlichen Tibiakante resp. mit dem ventralen Rand der künstlichen Emi nentia intercondylica, sowie in einer Variante mit dem vorderen künstlichen Kreuzband verbunden ist,
des weiteren dadurch gekennzeichnet daß der künst liche mediale Meniskus vorzugsweise mit dem künst lichen lateralen Meniskus durch ein künstliches Band in Verbindung steht,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der künst liche laterale Meniskus, der deutlich breiter ist als der künstliche mediale Meniskus, einen wesent lich kleineren Krümmungsradius hat (Fig. 2) als der mediale, so daß er fast zu einem Ring geschlossen erscheint (Fig. 2),
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß der künst liche laterale Meniskus mit Vorderhorn und Hinter horn direkt im Bereich der Eminentia intercondylica ansetzt (Fig. 2),
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß vom Hinter horn des künstlichen lateralen Meniskus in einer Variante Faserzüge in das künstliche hintere Kreuz band übergehen diese setzen zum größten Teil in der künstlichen Fossa intercondylaris des Femur an,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die künstlichen Meniskusspangen bei Bewegung der Femur kondylen sich der Form dieser Kondylen anpassen und dem Auflagepunkt des Femurs folgen,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung zwischen Patella und Meniskus ligamentäre (bandartige) Verbindungen vorliegen,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung vorzugsweise die Meniskusfeinstruktur der künstlichen Menisci aus einer Arkadenstruktur einzelner Faserzüge besteht (Fig. 3) und zusammen einen zugfesten Ring ergeben (Fig. 3),
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung im Bereich des Hinterhorns ein Teil der Fasern direkt als "kapsuläres Ligament" vom Femur zur Tibia verläuft und ein Teil sowohl vom Femur in den Meniskus als auch vom Tibiakopf zum Meniskus geht,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung die Fasern - vorzugsweise im peripheren Drittel des Meniskus - nach dem Scherengitterprinzip miteinander verbunden sind,
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung ein künstlicher Bandapparat das Lig. coll. med. post. ersetzt und vorzugsweise ebenso wie das physiolog.-anatom. normale Lig. mit dem Meniskus in Verbindung steht,
des weiteren, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Ausführung der künstliche Meniskus in seinem hinteren Übergangsbereich zur Eminentia härter ist und weniger deformierbar, als in seinen beweglichen drei Fünfteln zwischen Hinter- und Vorderhornver ankerung.

2. Prothesenkomponente, vorzugsweise vorgesehen als Meniskusersatz, nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die verwendeten Teile aus einem oder mehreren in der Endoprothetik gebräuchlichen Materi alien bestehen, bzw. daß entsprechend geeignete Ma terialien zur Verwendung vorgesehen sind.