DE3840472A1

DE3840472A1 - Gleitflaechenkomponenten fuer endoprothesen

Info

Publication number: DE3840472A1
Application number: DE19883840472
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 Gleitflächenkompo nenten der Endoprothesen, vorzugsweise vorgesehen für Hüft- und Kniegelenksendoprothesen, bestehend aus Gleitflächenanteilen, elastischen Dämpfungsele menten resp. Stoßdämpfer-Feder-Elementen und Träger teilen.

Gleitflächenkomponenten, z. B. für das Knie- oder das Hüftgelenk, bestehen überwiegend aus relativ harten Materialien.

In der Regel besteht dabei ein Anteil aus Kunststoff und der andere aus Metall oder Keramik.

Infolge punktförmiger Belastungsspitzen kommt es zu lokalen Überbeanspruchungen, wobei Materialzer störung - in der Regel des weicheren (Kunststoff-) Materials - die Folge ist.

Aus EP 00 21 421 ist eine Knie-Prothese bekannt, bei welcher durch Mobilität eines Meniskallagers punkt förmige Belastungen vermieden werden sollen.

Dieses wird hier - auf Kosten des physiologischen Bewegungsablaufes - erreicht durch kurvige Anpassung der Gleitflächen.

Bei den sonst gebräuchlichen Endoprothesen kommt es insbesondere im Bereich des aus Kunststoff bestehen den Tibiaplateaus - aufgrund der inkongruenten Flächen - häufig zu punktförmigen Belastungsspitzen, die wiederum eine Zerstörung der Kunststoffgleit fläche zur Folge haben können.

Die Ursache der Destruktion der Gleitflächen liegt vor allem darin, daß das Material den punktförmigen Spitzenkräften nicht standhält.

Aufgabe der Erfindung ist, die Zerstörung von Gleit flächenteilen zu verhindern durch Vermeidung der punktförmigen Belastungsspitzen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung dadurch, daß

1. die punktförmig auftretenden Kräfte großflächig verteilt werden und dadurch die Be lastungsspitzen - zumindest weitgehend - eli miniert werden und
2. daß die Belastungsspitzen durch optimierte Stoßdämpfer-Feder-Elemente resp. elastische Dämpfungselemente ergänzend eliminiert werden.

Erfindungstechnisch erfolgt die Lösung dadurch, daß die Gleitflächen etwas eindrückbar sind und dadurch die aufliegende Prothesenkomponente eine größere Auflagefläche erhält.

In der praktischen Ausführung ist die eindrückbare Gleitfläche vorzugsweise aus Kunststoff, sie ist vorzugsweise abriebfest, sie ist relativ dünn, elastisch verformbar und verformt sich vorzugsweise bei punktförmiger Belastung weitgehend großflächig. Die Auflageschicht unter dieser Gleitschicht ist vorzugsweise elastisch relativ weich, um ein Aus weichen der Gleitschicht in diese Unterschicht bei Belastung zu ermöglichen.

Diese elastisch-weiche Schicht, die ein Stoß dämpfer-Feder-Element resp. ein elastisches Dämpfungselement darstellt, wird vorzugsweise ge tragen von einer weiteren, tiefer liegenden festen, formstabilen Schicht.

Diese formstabile, festere Schicht wiederum ist in einer Variante in eine weitere Stoßdämpfer-Fe der-Schicht eingebettet oder wird in einer anderen Variante von festeren, vorzugsweise federnden Ele menten gehalten.

In Richtung Knochen folgt jetzt vorzugsweise eine weitere festere, formstabile Schicht, die ein tragendes Prothesenteil darstellt und im Fall des Kniegelenkes zur ergänzenden Verankerung vorgesehen ist.

Abschließend folgt die Knochenkontaktschicht, die vorzugsweise elastisch weich ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Aus führungsbeispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert:

Fig. 1 zeigt ein belastendes Gleitflächenteil (Fem), z.B. Femurkondylus, mit der belastenden Kraft F 1.

Von dem belasteten Gelenkteil sind dargestellt:

Gl = Gleitschicht
SFE-Gl = elastisches Dämpfungselement unterhalb der Gleitschicht (Gl)
Tr = Trägerschicht
SFE-o = oberes elastisches Dämpfungselement

Fig. 2 zeigt - im Vergleich zur Fig. 1 - den Zu stand bei Belastung:

Das belastende Gelenkteil (Fem) drückt die Gleit schicht (Gl) etwas ein und verformt sie dabei rever sibel; dadurch wird die Auflagefläche vergrößert und punktförmige Belastungen werden vermieden.

Die Gleitschicht ist gegenüber dem Träger (Tr) über ein elastisches Dämpfungselement resp. Stoßdäm pfer-Feder-Element, bestehend aus elastischem Dämpfungsmaterial (SFE-Gl), abgepuffert.

Der Träger (Tr) wiederum ist in elastisches Dämpfungsmaterial eingebettet resp. über Stoß dämpfer-Feder-Elemente abgepuffert, so daß punkt förmig einwirkende Kräfte bereits im Gleitflächenbe reich großflächig aufgefangen und in die Tiefe groß flächig und gepuffert weitergeleitet werden (Fn).

Claims

1. Gleitflächenkomponente von Endoprothesen, vor zugsweise vorgesehen für Hüft- und Kniegelenksendo prothesen, bestehend aus Gleitflächenanteilen, elastischen Dämpfungselementen resp. Stoßdämpfer-Fe der-Elementen und Trägerteilen,
dadurch gekennzeichnet, daß eine (oder mehrere) der Gleitflächen (Fig. 1 und Fig. 2: jeweils Gl), welche aus einer relativ dünnen, abriebfesten Schicht be steht, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht, bei punktförmigen Belastungen diese Schicht rever sibel etwas flächig eindrückbar ist (Fig. 2) und bei flächigen Belastungen flächig etwas ein drückbar ist (Fig. 2), wobei teilweise Formanpassung der eingedrückten Schicht (Fig. 2: Gl und z.T. SFE-Gl) an die eindrückende Schicht (Fig. 2: Fem) erfolgt, dabei ist diese Verformung reversibel;
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb dieser abriebfesten Gleitschicht (Gl) in Richtung Knochenfläche eine - vorzugsweise elastisch weiche - Stoßdämpfer-Feder-Schicht resp. elastische Dämp fungsschicht liegt (Fig. 1 und Fig. 2: jeweils SFE-Gl), die bei physiologischen Belastungen der Gleitfläche elastisch komprimierbar ist (Fig. 2);
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß diese Stoß dämpfer-Feder-Schicht resp. elastische Dämpfungs schicht (Fig. 1 und 2, jeweils: SFE-Gl) getragen ist von einer weitgehend formstabilen, festen Schicht (Fig. 1 und 2, jeweils: Tr), wobei diese formstabile Schicht (Tr) entweder frei gelagert ist, z. B. auf einem weiteren Stoßdämpfer-Feder-Element resp. elastischen Dämpfungselement (SFE-o) und/oder prinzipiell beliebig fest mit anderen Prothesenele menten verbunden ist;
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß (in Richtung Knochenfläche) in einer Ausführung (Fig. 1) an diese feste Schicht (Tr) ein weiteres Stoß dämpfer-Feder-Element resp. elastisches Dämpfungselement (Fig. 1 und 2, jeweils: SFE-o) an schließt,
dieses Stoßdämpfer-Feder-Element resp. elastisches Dämpfungselement ist dadurch gekennzeichnet, daß es die Knochenkontaktschicht trägt, resp. kontinuier lich oder stufenweise oder alternierend in die Knochenkontaktschicht übergeht;
des weiteren dadurch gekennzeichnet, daß die - vor zugsweise gegenüberliegende - die andere Gleitfläche bildende Prothesenkomponente (Fig. 1: Fem), welche vorzugsweise fester ist als die Komplementärfläche und z. B. aus Metall besteht, zur Knochenseite hin begrenzt ist durch ein Stoßdämpfer-Feder-Element, vorzugsweise ist eine derartige Prothesenkomponente vorgesehen für Gleitflächen wie z. B. im Bereich der Femurkondylen.

2. Prothesenkomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gleitflächenkomponenten - vorzugsweise als integrierter Bestandteil weiterer Prothesenkomponenten - bausatzartig fest aufsetzbar sind auf andere Prothesenkomponenten.

3. Prothesenkomponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Endoprothetik gebräuchliche Materialien verwandt werden.