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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Gelenkprothese, die dazu ausgebildet
ist, ein menschliches Gelenk zu ersetzen und genauer auf eine verbesserte
Gelenkprothese, die dazu ausgebildet ist, ein interphalangeales
Gelenk des menschlichen Fingers zu ersetzen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Der
erste längliche
Knochen (Metacarpal) an der Basis eines jeden Fingers ist mit einem
proximalen phalangealen Knochen durch das Metacarpal-Phalangeal
(MCP) Gelenk verbunden. Der proximale phalangeale Knochen ist mit
dem mittleren phalangealen Knochen durch das proximale interphalangeale
(PIP) Gelenk verbunden. Das PIP Gelenk kann unabhängig von
dem MCP oder dem distalen interphalangealen (DIP) Gelenk gebeugt
werden. Diese variable wiederholbare Bewegung zusammen mit der Opponierbarkeit
(engl. opposability) des Daumens ermöglicht ein Greifen von Objekten
und das Ausführen
der täglichen
Verrichtungen, die von kritischer Wichtigkeit für die Menschen sind. Eine Beschädigung des
PIP Gelenkes durch eine physische Verletzung oder eine Krankheit
kann daher eine schwere physiologische Belastung darstellen, die
einem Menschen zugefügt
wird.
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Degenerative
Gelenkkrankheiten: Osteoarthritis (OA), posttraumatische Arthritis
und rheumatische Arthritis (RA) des PIP Gelenkes rufen endlose Schmerzen
und eine schlechte Funktion der Finger hervor. Patienten, die nur
milde Symptome aufweisen, reagieren häufig auf Ruhen, Immobilisieren, nichtsteroide
Anti-Entzündungsmedikamente
oder intra-Gelenk Spritzen von Steroiden. Patienten jedoch, die
eine schwerere Form von Arthritis aufweisen, können eine vollständige Ersetzung
des PIP Gelenkes benötigen.
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Die
häufigste
Deformation bei Patienten, die an OA leiden, ist ein Verengen des
Gelenkknorpels des PIP Gelenkes. OA ist eine hypertrophische Arthritis,
die in einer Degeneration des Gelenkknorpels resultiert, was häufig primär oder sekundär zu Traumata
oder anderen Zuständen
auftritt, und solch eine Degeneration des Knorpels sorgt dafür, dass
eine Bewegung des Gelenkes schmerzhaft ist. Die übliche Lösung ist eine Fusion des Gelenkes,
was die Schmerzen eliminiert, aber das Gelenk nichtfunktionell zurück lässt. Dies
ist besonders der Fall bei jungen Patienten mit normaler Greifstärke. Die
bevorzugte Lösung
ist die Installation einer PIP Gelenkprothese, aber es gab lange
Zeit einen Bedarf für
ein Ersatzgelenk, welches das ursprüngliche Gelenk mit einer neuen
Oberfläche
versieht, eine normale Gelenkbewegung ermöglicht und den Gelenkreaktionskräften widersteht,
die von Patienten mit einer normalen Greifstärke erzeugt werden.
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Unterschiedliche
Gelenkprothesen wurden entwickelt, um Fingergelenke zu ersetzen;
von diesen haben jedoch die meisten das Ersetzen des MCP Gelenkes,
wo der Finger die Hand trifft, zur Folge. Diese Gelenkprothesen
umfassen typischerweise den Typus einer gefangenen Kugel-und-Sockel-Anordnung,
um einen substantiellen Bereich einer Verschwenkbewegung in eine
vertikalen Ebene zu ermöglichen,
während
sie manchmal ebenso eine beschränkte
Seitwärtsverschiebung
ermöglichen
bei dem Versuch, eine Bewegung bereitzustellen, die genauer mit
der des natürlichen
Gelenkes korreliert. Gelenke dieses Typus sind normalerweise nicht
zum Ersetzen der proximalen oder distalen interphalangealen Gelenke
der Finger geeignet, da sie üblicherweise
eine Struktur umfassen, die nicht wünschenswert groß und komplex
ist, beispielsweise umfassen interphalangeale Gelenke wünschenswerter
Weise nicht eine Seitwärts-
oder Querverschwenkung.
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Beispiele
für Fingergelenke,
die spezifisch zum Ersetzen des menschlichen MCP Gelenkes ausgestaltet
sind, sind in den US-Patenten
Nr. 5,782,927, 4,731,087 und 4,231, 121 offenbart, wobei das im
letzteren patentierte Gelenk als ebenso zur Verwendung als PIP oder
DIP Gelenk geeignet dargestellt wird. US-Patent Nr. 4,725,280 offenbart ein
Gelenk, welches spezifisch zur Verwendung beim Ersetzen des menschlichen
PIP Gelenkes oder des DIP Gelenkes gestaltet ist. Das jüngere US-Patent Nr. 5,728,163
(17. März
1998) offenbart eine MCP Gelenkprothese, die angeblich ebenso als
interphalangeale Gelenkprothese nützlich ist. Arbeiten wurden
ebenso in den 1970ern an der Mayo Klinik durchgeführt, welche
auf das PIP Gelenk zugeschnitten waren, und diese Arbeit wurde in
einem Artikel von Linscheid, R. L. et al berichtet, mit dem Titel "Proximal Interphalangeal
Joints Arthroplasty with a Toral Joint Design", Mayo Clin. Proc., 54, 227–240 (1979). Weitergehende
Arbeit an diesem Projekt wurde in jüngerer Zeit in einem weiteren
Artikel von Linscheid et al berichtet, mit dem Titel "Development of a
Surface Replacement Arthroplasty for Proximal Interphalangeal Joints", The Journal of
Hand Surgery, 22a, 286–298
(1979).
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Obwohl
verschiedene dieser PIP Gelenke bedingten Erfolg hatten, haben sie
keine weitergehende Akzeptanz durch die Mediziner erhalten. Entsprechend
wurde die Suche nach verbesserten Gelenken weitergeführt, die
besonders zum Ersetzen des PIP Gelenkes geeignet sind, die auf eine
solche Weise implantierbar sind, dass sie ihre Anbringung an den
Phalangen ermöglichen,
während
sie gleichzeitig einen vertikalen Bereich einer Verschwenkbewegung
bereitstellen, welcher nahezu die natürliche Gelenkbewegung annähert.
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Ein
wichtiger Gestaltungspunkt für
PIP Gelenkprothesen ist die Minimierung der Abnutzung zwischen den
sich treffenden Gelenkoberflächen.
Die zusammentreffenden Oberflächen
können
bis zu einem solchen Grad miteinander zusammenpassen, dass biologische
Fluide, welche normalerweise die Schmierung des Gelenkes bereitstellen
würden,
aus der PIP Gelenkprothese herausgepresst werden und das resultierende "trockene Gelenk" kann eine erhöhte Reibung
zwischen den zueinander kongruenten Gelenkoberflächen erleiden. Daher herrscht
nun die Meinung vor, dass eine PIP Gelenkprothese bevorzugt die
Verwendung von im Wesentlichen zueinander kongruenten Gelenkoberflächen vermeiden soll.
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Noch
eine weitere wichtige Gestaltungsüberlegung für PIP Gelenkprothesen ist das
Aufrechterhalten der Struktur und der Funktion des Bändergewebes,
welches das Gelenk umgibt. Die Seitenbänder, welche sich entlang jeder
seitlichen Seite des PIP Gelenkes erstrecken, umfassen sowohl fächerförmige Seitenbänder als
auch strangförmige
Seitenbänder
(siehe 2a und 2b). Die
fächerförmigen Seitenbänder treten
an beiden Seiten des distalen Abschnittes der proximalen Phalanx
auf und dienen dazu, die volare Platte zu halten, wodurch sie einen
wichtigen Teil des gesamten PIP Gelenkes ausformen. Die strangförmigen Seitenbänder, welche ebenso
an beiden Seiten des distalen Abschnittes der proximalen Phalanx
einsetzen, dienen dazu, einer Subluxations-Dislokierung des mittleren
Phalangealknochens entgegenzuwirken; da sie an ungefähr dem Drehzentrum
des PIP Gelenkes ansetzen, erfahren sie keine dramatische Veränderung
in ihrer Spannung während
der Flexion/Extension des PIP Gelenkes. Eine PIP Gelenkprothese
sollte so gestaltet werden, dass sie bevorzugt nicht die Exzision
der Anbringungsorte oder eine Durchtrennung der Seitenbänder benötigt und/oder
der volaren oder palmaren Platte. Zusätzlich sollte eine PIP Gelenkprothese bevorzugt
nicht die Weise verändern,
in der sich die Seitenbänder
und/oder die volare Platte während
der PIP Gelenkflexion und Extension um das Gelenk herum wickeln.
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Die
Kapselbänder
queren jede seitliche Seite des PIP Gelenkes, so wie es in den 2c und 2d zu
sehen ist. Beim Beugen des DIP Gelenkes wird jedes Kapselband gespannt
und zieht das PIP Gelenk in die Flexion. Ähnlicher Weise wird beim Ausstrecken
des proximalen Gelenkes das distale Gelenk durch das Kapselband
in nahezu eine vollständige
Extension gezogen. Eine Gelenkprothese sollte bevorzugt nicht mit
der Funktion der Kapselbänder
interferieren.
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Noch
eine weitere wichtige Gestaltungsüberlegung für eine PIP Gelenkprothese ist
die Erhaltung der Struktur und Funktion des Sehnengewebes, welches
das PIP Gelenk umgibt und anregt. Das PIP Gelenk kann nur gebeugt
werden und ausgestreckt werden, da es nur einen Freiheitsgrad aufweist.
Die Sehne des Extensor (engl. extensor expansion) ist der Extensormechanismus
des Fingers. Die Sehnen des Extensor Digitorum formen die Sehnen
des Extensors aller Finger aus, siehe 2a und 2b.
Die Sehne des Extensor Digiti Minimi trägt zur Sehne des Extensors
des kleinen Fingers bei. Die Sehne des Extensor Indicis trägt zu der
Sehne des Extensors des Zeigefingers bei. Die Lumbrien und Interossei tragen
ebenso zu den Sehnen des Extensors der Finger bei. Die Sehnen des
Flexor Digitorum Profundus (FDP) und des Flexor Digitorum Superficialis
(GDS) formen den Flexionsmechanismus eines Fingers. Die FDS Sehne
quert die Unterseite des PIP Gelenkes und verbindet sich mit der
proximalen volaren Region der mittleren Phalanx. Die FDP Sehne quert
die Böden
sowohl des PIP, als auch des DIP Gelenks, um sich an der proximalen
volaren Oberfläche
mit der distalen Phalanx zu verbinden.
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Für jeden
Finger quert das Medianband (engl. median band), welches ebenso
als "mittlerer Gleiter" bezeichnet wird,
der Sehne des Extensors, die Oberseite des PIP Gelenkes und befestigt
sich an der proximalen dorsalen Oberfläche der mittleren Phalanx.
Das Medianband der Sehne des Extensors wickelt sich um den distalen
Kopf der proximalen Phalanx, wenn das PIP Gelenk von einer vollen
Streckung in eine volle Beugung gebeugt wird, was bei dem PIP Gelenk
nahezu 100 Grad ist. Der distale Kopf der proximalen Phalanx ist
bikondylar, genau so wie der distale Kopf der mittleren Phalanx,
und das Medianband verläuft
zwischen den Kondylen des distalen Kopfes in einer interkondylaren
Spalte. Die volare Oberfläche
des distalen Abschnittes des Medianbandes weist eine bestimmte Region
auf, die mit der interkondylaren Spalte des distalen Kopfes der proximalen
Phalanx zusammenpasst und welche Professor John Stanley neulich
das Interkondylare Centering Pad (ICP) genannt hat. Das ICP füllt im Wesentlichen
die interkondylare Spalte auf und zentriert das Medianband der Sehne
des Extensors zwischen den Kondylen des distalen Kopfes der proximalen
Phalanx. Das ICP verbessert die laterale Stabilität des Medianbandes
der Extensorstreckung, da es sich während der Flexion/Extension
um das PIP Gelenk herum wickelt. Wenn das Medianband während der
Extension des PIP Gelenkes seitlich verrutschen würde, würde sich
der Drehmomentarm des Medianbandes, also der Abstand der Sehne vom Drehzentrum
des Gelenkes, verkürzen,
was wiederum den Betrag des Extensionsdrehmomentes, welches auf
das PIP Gelenk bewirkt wird, verkleinern würde. Solch eine Situation wird
darin resultieren, dass die Extension zurückbleibt, also eine Unmöglichkeit,
das PIP Gelenk voll auszustrecken.
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Das
Medianband der Sehne des Extensors ist während der Flexion des PIP Gelenkes
(siehe 2d) aufgrund der passiven elastischen
Eigenschaften der Extensormuskeln gespannt. Wenn sich das Medianband
während
der Flexion des PIP Gelenkes seitlich verschieben würde, würde die
volare Subluxation/Diskokationskraft, die durch den Zug der FDS
und FDP Sehne erzeugt werden würde,
nur durch die Seitenbänder
mit Widerstand versehen werden und die Gelenkoberflächen des
PIP Gelenkes. Solch eine Situation würde die Wahrscheinlichkeit
einer volaren Subluxation-Dislokation der mittleren Phalanx vergrößern. Eine
PIP Gelenkprothese sollte bevorzugt nicht die Weise verändern, in
der sich das Medianband und ICP der Sehne des Extensors während der
PIP Gelenkflexion und Extension um das PIP Gelenk herumwickeln.
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Die
seitlichen Bänder
der Sehne des Extensors queren jede seitliche Seite des PIP Gelenkes, queren
es distal und umwickeln es dorsal, um sich entlang der dorsalen
Oberfläche
der mittleren Phalanx zu vereinigen. Die vereinigten seitlichen
Bänder queren
die Oberseite des DIP Gelenkes und sind an der proximalen dorsalen
Oberfläche
der distalen Phalanx angebracht. Während der Flexion des PIP Gelenkes
verrutschen die Seitenbänder
(wenn sie jede seitliche Seite des PIP Gelenkes queren) von einer
Position oberhalb der Drehmitte des PIP Gelenkes in eine Position
unterhalb der Drehmitte des PIP Gelenkes. Ein gutes PIP Gelenkprothesendesign sollte
sich um die Funktion der Seitenbänder
der Sehne des Extensors kümmern
und es den Seitenbändern
ermöglichen,
sich während
der Flexion-Extension normal zu bewegen.
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Weiterhin
offenbart
US 3,991,425 eine
Prothese gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, während
US 5,728,163 eine phalangeale
Gelenkprothese beschreibt, die einen Kopf und eine Basis aufweisen,
die keine Anschläge
aufweisen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Implantatvorrichtung wird zum Ersetzen des kompletten PIP Gelenkes
des menschlichen Fingers bereitgestellt in Form einer Prothese,
die aus zwei komplementären
Elementen oder Teilen zusammengesetzt ist. Ein Element, welches
als das PP (proximal phalangeal) Element bezeichnet wird, ersetzt
den distalen Gelenkabschnitt des proximalen phalangealen Knochens,
und das andere Element, welches als das MP (middle phalangeal) Element
bezeichnet wird, ersetzt den proximalen Gelenkabschnitt des mittleren
phalangealen Knochens. Das PP Element endet in einer im Allgemeinen
bikondylaren konvexen Oberfläche,
welche ein Gelenk mit einer dazu komplementären bikonkaven Oberfläche ausbildet,
welche an dem proximalen Ende des MP Elementes ausgeformt ist. Unter
einer "bikonkaven" Oberfläche ist
eine Oberfläche
gemeint, die zwei nebeneinander anliegenden flache, glatte Kavitäten aufweist,
die eine Wölbung
aufweisen, die komplementär
ist zu, aber nicht kongruent ist mit, der konvexen Oberfläche der
zwei Kondylen. Die Implantatvorrichtung wird in einem beschränkten Bereich
von Größen von
PP Elementen und MP Elementen bereitgestellt. Um die erwartete Variation
in der Patientenanatomie zu berücksichtigen,
werden die Gestaltung und die Dimensionierung sorgfältig so
kontrolliert, dass die bikonkave, Gelenk ausbildende Oberfläche einer
gegebenen Größe eines
MP Elementes die konvexe Gelenk ausbildende kondylare Oberflächen von
PP Elementen von zumindest zwei, aber üblicherweise drei, unterschiedlichen
Größen derer glatt
aufnehmen und mit ihnen zusammenpassen, und umgekehrt. Ebenso ist
ein bevorzugtes Verfahren zum Ersetzen eines verfallenen interphalangealen
Gelenkes bereitgestellt.
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Der
Gelenk ausbildende Kopf des PP Elementes hat eine distale oder eine
vordere konvexe bikondylare Gelenk ausbildende Oberfläche und
eine proximale oder hinters Oberfläche, welche an dem Knochen
in der Form von zwei sich miteinander schneidenden Ebenen anliegen
wird, die sich zu den dorsalen und volaren Grenzen der bikondylaren
konvexen Gelenk ausbildenden Oberfläche hin erstrecken. Der distale,
konvexe, bikondylare Gelenk ausbildende Kopf des PP Elementteils
hat seitliche ebene Seiten, welche parallel zu dessen Längsachse
liegen, aber so geneigt sind, dass die Breite (in Längsrichtung)
des dorsalen Bereiches des Kopfes kleiner ist als die Breite der
volaren Region des Kopfes. Diese angeschrägten, ebenen seitlichen Seiten
des proximalen Kopfes stellen im Wesentlichen freie Wege für die fächerförmigen und
strangförmigen
Seitenbänder,
die seitlichen Bänder
der Sehne des Extensors und der Kapselbänder bereit, welche sich entlang
jeder seitlichen Seite des PIP Gelenkes erstrecken. Die beiden Ebenen,
welche die proximale Oberfläche
des PP Elementes definieren, schneiden sich entlang einer Linie,
die volar der Längsachse des
PP Elementes und distal und volar zu dem Drehzentrum des PIP Gelenkes
liegt, daher unterbricht eine Implantation die Anbringungsorte der
Seitenbänder
oder die Anbringungsorte der volaren Platte nicht. Diese Gestaltung,
in der die seitliche Dimension des dorsalen Abschnitts des bikondylaren
distalen Kopfes des PIP Elementes kleiner sind als die seitlichen
Dimensionen seines volaren Abschnitts, erlauben es den seitlichen
Bändern
der Sehne des Extensors, sich während
der Flexion/Extension normal zu bewegen. Die volare Platte dieser
proximalen Oberfläche
liegt in einem Winkel von weniger als 45° von der langen Achse des Implantats,
bevorzugt ungefähr
30°, wobei
diese Orientierung die Extraktionskraft minimiert, die durch die
exzentrischen Gelenkreaktionskräfte
erzeugt wird.
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Der
proximale, Gelenk ausbildende Kopf des MP Elementes weist eine im
Wesentlichen elliptische Außenform
auf, außer
eines Reliefmittels an seiner dorsalen Seite, und weist eine bikonkave,
Gelenk ausbildende Oberfläche
auf. Dieses dorsale Relief soll das ICP aufnehmen und stellt sicher,
dass die motivierende und stabiliserende Funktion des mittleren
Bandes aufrechterhalten werden. Der Kopf wird so geformt, dass er entlang
seiner volaren Seite dünner
ist, um nicht die Anbringungsorte der Seitenbänder zu unterbrechen, so dass
eine Interferenz mit der volaren Platte während der Flexion verhindert
wird und um einen freien Pfad für
die Seitenbänder
bereitzustellen. Das Reliefmittel an der dorsalen Seite des MP Elements
ist so proportioniert, dass es einen freien Pfad für das Medianband
der Sehne des Extensors bereitstellt, um es um den Gelenk ausbildenden Kopf
des gegenüberliegenden
PP Elementes herum zu wickeln. Weiterhin wird, da das Medianband
einen freien Pfad aufweist, das ICP des mittleren Bandes die Interkondylarspalte
des proximalen phalangealen Elementes ausfüllen und das Medianband während der
Flexion-Extension lateral stabilisieren. Ebenso hat der Kopf des
MP Elementes zwei dorsale Ausstülpungen,
die an einer Grenze der bikonkaven, Gelenk ausbildenden Oberfläche angeordnet
sind und so geformt sind, dass sie sich im Allgemeinen über die
Kondylen der Gelenk ausbildenden Oberfläche des Kopfes des PP Elementes
hinweg in einem ausreichenden Abstand erstrecken, um einer Subluxation-Dislokation
des mittleren phalagealen Knochens in der volaren Richtung zu widerstehen,
wenn sich der Finger in der Extension befindet.
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Die
Erfindung stellt eine interphalangeale Gelenkprothese gemäß dem Anspruch
1 bereit. Bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Die
verbesserte PIP Gelenkprothese realisiert die vorgenannten Aufgaben,
Merkmale und Vorteile auf eine Weise, die bei einer sorgfältigen Beachtung
der detaillierten Beschreibung klar erkennbar ist, wenn sie in Verbindung
mit den Zeichnungen betrachtet wird, wobei in diesen bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben werden, welche die unterschiedlichen Merkmale der Erfindung
umfassen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische, teilweise geschnittene Ansicht der menschlichen
Handknochenanatomie, die das generelle Einsetzen eines künstlichen
PIP Gelenkes zeigt.
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2a und
b sind Seitenansichten und dorsale Ansichten, die die Anordnung
der Sehne des Extensors, Seitenbänder
des normalen PIP Gelenkes zeigt, wenn der proximale phalangeale
Knochen und der mittlere phalangeale Knochen in einer vollen Streckung
sind, wobei die distale Phalanx an der Obenseite ist.
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2c und
d sind seitliche Aufsichten, die im Wesentlichen die Anordnung des
Kapselbandes des normalen PIP Gelenkes zeigen, wenn der proximale phalangeale
Knochen und der mittlere phalangeale Knochen entweder in einer vollen
Ausstreckung oder in einer vollen Beugung sind.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht einer PIP Gelenkprothese, die unterschiedliche
Merkmale der Erfindung umfasst, die das proximale phalangeale Element
und das mittlere phalangeale Element in einer vollen Erstreckung
zeigen und insbesondere die seitliche Seite des Kopfes des proximalen
phalangealen Elementes und das Relief zeigt, welches dorsal in den
Kopf des mittleren phalangealen Elementes hereingeschnitten ist.
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3a ist
eine seitliche Aufsichtsansicht des PIP Gelenkes der 3.
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3b ist
eine Draufsicht oder dorsale Ansicht des PIP Gelenkes der 3.
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3c ist
eine perspektivische Ansicht der PIP Gelenkprothese der 3,
welche das proximale phalangeale Element und das mittlere phalangeale Element
um 90° gebeugt
zeigt.
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3d ist
eine seitliche Draufsicht des PIP Gelenkes, so wie es in 3c gezeigt
ist.
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4 ist
eine perspektivische Ansicht des mittleren phalangealen Elementes
der 3.
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4a ist
eine Rückansicht
des Elementes der 4.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht des proximalen phalangealen Elementes
der 3.
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5a ist
eine perspektivische Ansicht des proximalen phalangealen Elementes
der 3.
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6 ist
eine seitliche Aufsicht auf das Ersatz PIP Gelenk, das in 3a gezeigt
ist, welche teilweise im Querschnitt durch eine der kondylaren Kontaktebenen
ist.
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6a ist
eine vergrößerte fragmentarische schematische
Schnittansicht, welche die relativen Proportionen der Gelenk ausbildenden
Kontaktoberflächen,
die in 6 gezeigt sind, darstellt.
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6b ist
eine Draufsicht oder dorsale Ansicht des Ersatz PIP Gelenkes, das
in 3b gezeigt ist, wobei Teile im Querschnitt gezeigt
sind.
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6c ist
eine vergrößerte fragmentarische schematische
Schnittansicht, welche die relativen Proportionen der Gelenk ausbildenden
Kontaktoberflächen
von der Perspektive aus, die in 6b gezeigt
ist, darstellt.
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6d ist
eine seitliche Schnittansicht durch die mittlere Ebene des Ersatz
PIP Gelenkes, das in 3a gezeigt ist, wobei sie den
Bereich der interkondylaren Spalte zeigt.
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7a ist
eine schematische Seitenansicht eines proximalen phalangealen Knochens
und eines mittleren phalangealen Knochens in der vollen Erstreckung,
wobei das Ersatz PIP Gelenk der 3 darin
eingesetzt ist und in einem teilweisen Schnitt durch eine der kondylaren
Kontaktebenen hindurch gezeigt ist.
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7b ist
eine Seitenansicht in einem Teilschnitt durch eine der kondylaren
Kontaktebenen hindurch, die das Gelenk der 7a in
einer 90° Flexion
zeigt.
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7c ist
eine Ansicht ähnlich
zu der 7a, die entlang der Längsachse
des PIP Gelenkes gesehen ist, wobei das Kapselband entfernt ist, welche
eine Region der interkondylaren Spalte des Kopfes der PP Elementes
und die Position des Medianbandes und des ICP darstellt.
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7d ist
eine Seitenansicht in einem Teilschnitt durch die Mittelebene eines
proximalen phalangealen Knochens und eines mittleren phalangealen
Knochens in einer 90° Flexion,
wobei das PIP Gelenk der 3 darin eingesetzt ist und wobei
das Kapselband entfernt ist.
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7e ist
eine Schnittansicht entlang der Linie e-e der 7d,
die die ICP Füllung
der interkondylaren Spalte des Kopfes des proximalen phalangealen
Elementes zeigt und die Relativposition der seitlichen Bänder der
Sehne des Extensors.
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8 ist
ein Bild des ICP des Medianbandes der Sehne des Extensors in einer
freigelegten und distal zurückgeworfenen
Form.
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9 ist
eine Darstellung einer bevorzugten Schnittführung, die beim Präparieren
eines abgenutzten Gelenkes für
ein Implantat verwendet werden kann.
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10–13 sind
perspektivische und explosions-perspektivische Ansichten, welche
die chirurgische Vorbereitung eines abgenutzten PIP Gelenkes für die Implantation
einer Implantatsprothese an dem distalen Ende der proximalen Phalanx
zeigt.
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10A und 11A sind
schematische Seitenansichten, die die proximalen und mittleren Phalangen
zeigen, so wie sie sich jeweils in den 10 und 11 zeigen,
wobei die Bereiche, die geschnitten werden müssen, durch eine Kreuzschraffur
angedeutet sind.
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14 ist
eine vergrößerte rechte
Seitenansicht der 12, die das Schneidewerkzeug
in Draufsicht und die proximale Phalanx im Schnitt zeigt.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine interphalangeale Gelenkprothese
gerichtet und ermöglicht
das Ersetzen eines erkrankten oder beschädigten menschlichen Fingergelenks.
Die bevorzugte Prothese ist so gestaltet, dass ein ständiges Implantat
den Ort des PIP Gelenkes einnimmt.
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In 1 ist
eine menschliche rechte Hand 5 aus der dorsalen Perspektive
gezeigt, wobei die proximale Phalanx 7 und die mittlere
Phalanx 9 des Ringfingers (mit 4 bezeichnet) eine
schematische Darstellung eines PIP Gelenkes 11 umfasst.
Wie am besten in 3 zu sehen ist, umfasst die
PIP Gelenkprothese 11 ein erstes oder PP Element 13,
welches ein Gelenk mit einem zweiten oder MP Element 15 ausbildet.
Das PP Element 13 ist implantiert in und ersetzt das distale
Ende der proximalen Phalanx 7 und das MP Element 15 ist
implantiert in und ersetzt das proximale Ende der mittleren Phalanx 9.
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Das
PP Element 13 umfasst einen Stammabschnitt 17,
welcher als ein integraler Abschnitt mit einem Kopfabschnitt 19 ausgeformt
ist. Der Kopfabschnitt hat eine konvexe, bikondylare Oberfläche 21 und
eine rückwärtige oder
proximale Oberfläche 23,
welche durch zwei sich schneidende Ebenen geformt sind.
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Wie
am besten vielleicht in 3a–3d und 5 und 5a zu
sehen ist, hat das PP Element 13 eine Längsachse (die sich horizontal
in 3a erstreckt), welche die Mittelachse des Stammes 17 ausformt,
und die Rückoberfläche 23 des Kopfes 19 ist
durch eine erste Ebene 23a ausgeformt, die im Wesentlichen
senkrecht zu der Längsachse
liegt. Diese Ebene erstreckt sich über die Längsachse hinaus um einen Abstand,
der gleich zu oder ungefähr
20% des Radius des größten Bogens an
der konvexen kondylaren Oberfläche
(siehe 6a) ist, wo sie eine zweite
schräge
Ebene 23b schneidet, welche dazu in einem Winkel von zwischen
ungefähr
110° und
ungefähr
130° orientiert
ist. Es wird verstanden werden, dass die proximale Phalanx des Patienten
geschnitten werden muss um zwei zueinander komplementäre Oberflächen zu
haben, welche präzise
mit diesen beiden sich schneidenden Ebenen zusammenpassen. Der Stammabschnitt 17 kann
jegliche geeignete Querschnittsform aufweisen, beispielsweise kreisförmig, im
Wesentlichen rechteckig oder polygonal, bevorzugt hat er eine trapezförmige Form,
die sich in ihrer Breite gleichmäßig entlang
seiner Länge
verringert, wie am besten in 3b und 6b zu
sehen ist. Der Stammabschnitt 17 wird innerhalb des Markes
oder einer Medularkavität
der proximalen Phalanx des Patienten aufgenommen.
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Die
Gelenk ausbildende Kopfoberfläche 21 ist,
wie am besten vielleicht in 5 zu sehen,
mit zwei Oberflächen
ausgeformt, die spiegelbildlich zueinander sind, die an gegenüberliegenden
Seiten der Symmetrieebene liegen, welche eine vertikale (dorsal
nach volar) Ebene ist, welche die Längsachse des Elementes 13 umfasst.
Diese konvexe Gelenk ausbildende Oberfläche hat im Wesentlichen ein
Paar von Kondylen 25, welche durch ein zentrales Tal 27 voneinander
getrennt sind. Die distalen oder Gelenk ausbildende Oberfläche des
Kopfes 19 ist bevorzugt gleichmäßig in ihrer Form und erstreckt
sich über
ungefähr
im Wesentlichen 200° der
Gelenk ausbildenden Oberfläche,
wie am besten aus den 6 und 6a zu
sehen ist; die Begrenzungen der Oberfläche sind durch den Ort der
beiden Ebenen 23a und 23b definiert, welche beide
distal und/oder volar von der Drehachse beabstandet sind. Jede der
beiden Kondylen ist gleichmäßig und
kann durch die Rotation einer bogenförmigen Linie um eine horizontale Achse
erzeugt werden (siehe 6a mit Bezugnahme auf R1). Das
Tal 27 dazwischen ist auch glatt geformt, beispielsweise
wie durch den Radius R4 der 6c gezeigt,
und resultiert in der Erzeugung einer Kerbe in beiden Ebenen 23a und 23b.
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Der
Kopf 19 weist ein Paar laterale Oberflächen 29 auf, die bevorzugt
eben sind und die durch Ebenen definiert sind, die parallel zu der
Längsachse des
Elementes liegen. Diese Ebenen sind jedoch nicht parallel zueinander,
sondern sind in gleichen Winkeln zu der Symmetrieebene des Elementes 15 orientiert,
so dass sie sich entlang einer Linie schneiden, welche innerhalb
der Symmetrieebene liegt, wobei die Linie im Wesentlichen oberhalb
des Kopfes selbst angeordnet ist. Diese Ebenen liegen bevorzugt
in einem Winkel zwischen ungefähr
7° und ungefähr 17° bezüglich der
Symmetrieebene angeordnet und bevorzugt ungefähr 10° und diese Neigung zum Kopf
(am besten in 5a zu sehen) stellt einen Freiraum
für die
Seitenbänder
bereit, wie nachfolgend detaillierter beschrieben werden wird.
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Das
zweite oder MP Element 15 ist ähnlich mit einem Kopf 31 und
einem Stamm 33 ausgeformt, wie am besten vielleicht in 4 zu
sehen. Der Stamm 33 kann im Allgemeinen so geformt sein,
wie vorher genannt, aber so wie er in 3a, 3b und 4a gezeigt
ist hat er bevorzugt einen allgemeinen Querschnitt, der etwas breiter
ist als die korrespondierende Dimension des Stammes 17.
Wie am besten in 6 zu sehen ist, ist die Längsachse
des MP Elementes volar zu der Längsachse
des PP Elementes verschoben. Der Verschiebungsbetrag liegt zwischen
5% und 15% und bevorzugt ungefähr
10% des Radius R1, welcher der größte Kurvenradius der Kondyle
ist. Diese Verschiebung ist vorteilhaft, da diese Verschiebung den
Grad vergrößert, zu
dem sich die Sehne des Extensors um den Kopf des PP Elementes herum
wickelt und dies ermöglicht
es dem Finger, sich einfacher zu erstrecken. Der Stamm 33 definiert
auch die Längsachse
des distalen Elementes 15, so wie es am besten in 3a zu
sehen ist, die longitudinalen Achsen des PP und MP Elementes sind
im Wesentlichen koaxial. Der Kopf 31 hat eine distale oder
Rückoberfläche 35,
die im Wesentlichen eben ist, der Bereich jedoch, der den im Wesentlichen
im Querschnitt trapezförmigen
Stamm umgibt, wird glatt in die Rückoberfläche 25 eingepasst,
durch eine Hohlkehle (engl. fillets) mit einem kleinen Radius, wie
am besten in 3a und 6 zu sehen
ist. Der Kopf 31 hat eine rechteckige Umfangsoberfläche 37, welche
in ihrer Außenlinie
bogenförmig
ist, welche ein Paar von Seitenoberflächen 37a aufweist,
die im Allgemeinen einen konstanten Radius haben, eine volare Oberfläche 37b eines
größeren Radius,
welcher sich in die beiden Seitenoberflächen einpasst, und eine dorsale
Oberfläche 37c,
welche mit einem Paar von Ausstülpungen 39 ausgeformt
ist, die durch einen breiten zentralen Spalt 41 geteilt
ist. Zusätzlich, wie
es am besten in den 3a und 6 zu sehen ist,
ist der dorsale Bereich des Kopfes wesentlich dicker als der volare
Bereich aus Gründen,
die nachfolgend erklärt
werden.
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Der
Kopf 31 hat eine proximale oder vordere Oberfläche 43,
welche bikonkav ist, ein Paar von Sockeln 43a bereitstellend,
um die Kondylen 25 des PP Elementkopfes 19 aufzunehmen,
wobei die Sockel 43a durch einen glatten Grat 43b voneinander
getrennt sind, der entlang einer vertikalen (oder dorsalen nach
volaren) Symmetrieebene angeordnet ist, welche beide Längsachsen
beider Elementen umfasst. Wie detailliert nachfolgend erklärt werden
wird, sind, obwohl der Kopf 31 so proportioniert ist, dass
er den Kopf 19 des PP Elementes in der vollen Erstreckung
dominiert, die Proportionen des Spalts 41 so, dass sie
nicht mit den Fingerbändern
in diesem Bereich interferieren, insbesondere dem Medialband und
dem ICP.
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Die
proximale Oberfläche 43 des
Elementes 15 ist bevorzugt mit einer Anfasung 45 in
der volaren Region ausgeformt, welche sowohl einen Freiraum für die Bänder und
für das
Anbringen an der volaren Platte, als auch eine Gelenkfunktion des
MP Elementkopfes um den PP Elementkopf in die volle Flexion bereitstellt.
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Die
Orte der fächerförmigen Seitenbänder, der
strangförmigen
Seitenbänder
und der Kapselbänder
wurden vorhergehend beschrieben, zusammen mit denen der Sehne des
Extensors und einer bestimmten Sehne, beispielsweise dem Extensor
digiti minimi. Diese sind in unterschiedlicher Weise in den 2a bis 2d und
in 7a bis 8 gezeigt. Um ein abgenutztes
PIP Gelenk zu ersetzen würde
der Chirurg den Finger beispielsweise dorsal öffnen, um einen Zugang zu dem
Medianband bereitzustellen, welches an einem proximalen Ort abgetrennt
wird und dann abgestreift wird, so wie es in 8 und 10 gezeigt
ist, um das abgenutzte Gelenk freizulegen. Die beiden ebenen Schnitte
werden durchgeführt,
um das distale Ende der proximalen Phalanx 7 zu entfernen,
beispielsweise durch das Durchführen
eines ersten Schnittes senkrecht zu der Längsachse dessen und dann eines
zweiten Schnittes volar dessen in einem Winkel von ungefähr 120° dazu. Eine
Führung 51 zur
Unterstützung
beim Durchführen
solcher Schnitte ist in 9 gezeigt. Wenn es sorgfältig durchgeführt wird,
kann das Entfernen so ausgeführt
werden, dass es die Seitenbänder,
die Kapselbänder
oder die volare Platte nicht stört.
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Um
die Schnittführung 51 zu
verwenden, führt
der Chirurg einen ersten Schnitt senkrecht zu der Längsachse
der proximalen Phalanx 7 aus. Diese Prozedur ist in 10 und 11 gezeigt,
in denen das Medianband durchtrennt wurde und dann rückwärts abgestreift
wurde von den beiden phalangealen Knochen 7, 9 des
PIP Gelenkes, welches in 90° Flexion
gezeigt ist. In dem nächsten
Schritt wird das distale Ende der proximalen Phalanx 7 (welche
in 10A kreuzschraffiert gezeigt ist) entfernt durch einen
Schnitt senkrecht zu der Längsachse
der proximalen Phalanx. Das Resultat ist in 11 gezeigt, in
der die abgetrennte Spitze 7a in einer explodierten Ansicht
gezeigt ist, was eine flache, distale Endstirnfläche an der proximalen Phalanx 7 zurücklässt. Der Medularkanal
wird dann ausgeräumt,
um ein Einsetzen des Schneidewerkzeuges 51 vorzubereiten,
welches beim Entfernen des volaren Abschnittes des distalen Endes
der proximalen Phalanx unterstützt, welcher
in 11A kreuzschraffiert ist.
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Wie
am besten in 9 und 14 zu
sehen ist, hat die Schnittführung 51 einen
Kopf 53, der eine flache rückwärtige Oberfläche 55 aufweist,
welche, in ihrer Betriebsposition, an der flachen Oberfläche anliegen
wird, welche in das distale Ende der proximalen Phalanx 7 hereingeschnitten
wurde. Sich senkrecht von der rückwärtigen Oberfläche 55 aus erstreckend
ist ein Stamm 57, welcher so geformt ist, dass er in den
Medularkanal eintreten kann. Ein kurvenförmiger Griff 59 ist mit
dem Kopf 53 integriert und erstreckt sich dorsal und rückwärts von
diesem aus, wobei er eine gebogene Kurve 61 nach unten
aufweist und dann eine rückwärtige Kurve
aufwärts.
Der Griff 59 ist so gestaltet, dass er es dem Chirurgen
einfach ermöglicht,
den Stamm 57 voll in die proximale Phalanx einzusetzen,
so dass die flache Rückoberfläche 55 an
dem geschnittenen distalen Ende anliegt. Eine Unteroberfläche 63 des
Kopfes 53 ist in einem Winkel von präzise 60° mit der flachen Rücküberfläche 55 des
Kopfes geschnitten, um als eine Führung zum Führen des Schnitts zu dienen,
durch den die volare Scheibe (siehe 7b in 13)
entfernt wird, um zwei flache Oberflächen an dem distalen Ende der
proximalen Phalanx 7 zurückzulassen, die präzise in
einem Winkel von 120° zueinander
stehen. Die Scheibe 7b ist in 13 zu
sehen, in der die Schnittführung 51 entfernt
wurde, nachdem der Schnitt geführt
wurde, wobei sie das proximale Ende der mittleren Phalanx 9 für den nächsten Schritt
während
der Vorbereitung für
die Gelenksimplantationfreilegt. Der Kopf 53 umfasst auch
eine glatte Bohrung 65, welche an jedem Ende kegelstumpfförmige Kanten
aufweist, welche sich lateral durch den Kopf hindurch parallel zu
der Rückoberfläche 55 erstrecken.
Die Bohrung 65 ermöglicht
es dem Chirurgen, die Führung
einfach aus dem Medularkanal durch das Ansetzen eines kleinen Werkzeuges
und Auswärtsziehen
an einem Ort nahe der Längsachse
des Stammes 57 herauszuziehen.
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Das
proximale Ende der mittleren Phalanx 9 ist für das Implantat
auf eine Weise vorbereitet, welche das dorsale Tuberkel des proximalen
Endes der mittleren Phalanx bewahrt durch das Entfernen der Gelenk
ausbildenden Oberfläche
in der Region darunter auf eine Weise, welche das Anbringen des ICPs
an den dorsalen Tuberkeln nicht stört. Jegliches geeignetes Verfahren
des Entfernens kann verwendet werden, beispielsweise durch ein einfaches Handbohren
oder durch das Herstellen von zwei flachen Bohrungen in die Stirnfläche, welche
den Medularkanal flankieren und so geformt sind, dass sie im Allgemeinen
zu der Umfangsumrisslinie des Kopfes des MP Elementes an dem Ort
seiner Seitenkanten 37a komplementär ist und dann geeignetes Fortbohren
der volaren Region, die dazwischen liegt. Eine geringe Menge an
Formung kann ausgeführt
werden, wenn es notwendig ist, den Kopf in dem Bereich des Spaltes 41 aufzunehmen.
Sobald die angemessene Aushöhlung
durchgeführt
wurde, um die Form des flachen distalen Bereiches des Kopfes 31 aufzunehmen,
wird der Medularkanal ausgeräumt
um den Stamm 33 aufzunehmen. Wenn beide der Elemente installiert
sind, wird das Gelenk des Fingers durch erneutes Nähen des
proximalen Endes des Medianbandes in seiner Position und durch Schließen des Fingers
dorsal des Gelenkes zusammengesetzt.
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Es
sollte aus dem vorher Genannten klar werden, dass die schrägen Seitenflächen 29 des Kopfes 19 des
PP Elementes einen wichtigen Freiraum für die fächerförmigen und strangförmigen Bänder und
die seitlichen Bänder
der Sehne des Extensors bereitstellen. Weiterhin ist die Halterung
des dorsalen Tuberkels in der mittleren Phalanx 9, in der das
ICP angebracht ist, und die Formung des Kopfes 31 in dem
Spaltbereich so, dass der Abschnitt, der sich hervor erstreckt,
jegliche Interferenz während der
Flexion des Gelenkes vermeidet, um es den Fingern zu ermöglichen,
in einer vollständig
normalen Weise zu funktionieren, nachdem die Gelenkprothese 11 installiert
wurde.
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6 und 7a zeigen
das Gelenk 11 in der vollen Streckung und zeigen die vorteilhafte
Gegenwart der Ausstülpung 39 an
dem volaren Bereich des Kopfes 31 des MP Elementes, welche
aus der Proportionierung des Kopfes 31 resultiert, so dass
er in dem dorsalen Bereich dicker ist als in dem volaren Bereich.
Als ein Resultat überlagern
die Ausstülpungen 39 die
beiden Kondylen 25 in einer dorsalen Richtung und stellen
eine dorsale Auskragung bereit, welche jeglicher volaren Subluxations-Dislokation des
mittleren phalangealen Knochens 9 entgegen wirkt. Gleichzeitig
ist der Vorteil des Zusammenpassens des distalen Endes des proximalen
phalangealen Knochens 7 mit der Rückoberfläche des PP Elementes, welches
durch die beiden sich schneidenden Ebenen definiert ist, ebenso
klar. Da die untere oder volare Ebene 23b in einem Winkel
von weniger als 45° bezüglich der Längsachse
des Implantats vorliegt, bevorzugt in einem Winkel von ungefähr 30° von diesem,
minimiert diese Orientierung die Extraktionskraft, die durch die
exzentrischen Gelenkreaktionskräfte
erzeugt wird.
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Das
relative Positionieren und Proportionieren der beiden Gelenk ausbildenden
Oberflächen wird
nachfolgend unter Bezugnahme auf unterschiedliche der Figuren beschrieben
werden, umfassend die 6 bis 6d und
die 7a bis 7d. Im
Allgemeinen sind die kondylaren, Gelenk ausbildenden Oberflächen so
ausgebildet, dass sie das Auftreten eines trockenen Gelenkes zu
verhindern und es ist wichtig, dass sie nicht zueinander kongruent
sind und bevorzugt dass sie nichtsphärische Oberflächen aufweisen,
aber das Letztere ist nicht kritisch. Darüber hinaus wurde herausgefunden,
dass durch das sorgfältige
Proportionieren dieser nicht kongruenten Oberflächen Sätze von PP Elementen 13 in
zwei oder drei unterschiedlichen Größen akzeptabel in Kombination
mit einem MP Element einer bestimmten Größe verwendet werden können und
umgekehrt, was als die Eigenschaft zum "size-up" und "size-down" eines bestimmten
Paars zusammenpassender PP und MP Elemente bezeichnet wird. Dieses
wünschenswerte
Resultat wird durch das derartige Gestalten des interphalangealen Gelenkes
erreicht, dass der Kontakt normalerweise nur an einem einzigen Punkt
an jeder der konkaven Kavitäten
und entlang einer korrespondierenden Linie an der jeweiligen konvexen
Flächen
der aufeinander treffenden Oberflächen als ein Resultat der Relativbewegung
zwischen ihnen auftritt, welche stattfindet, wenn sich das Gelenk
zu und von einer Position der vollen Erstreckung und einer Position
von, beispielsweise, 90° Beugung
bewegt, so wie es beispielsweise in 3a und 3d und
ebenso in 7c und 7d gezeigt
ist.
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Die
Besonderheiten der nicht kongruenten Oberflächen werden am besten in der
den 6a und 6c gesehen,
in denen die unterschiedlichen Radien der Wölbung illustriert sind. In 6a repräsentiert
die horizontale Linie, die durch L bezeichnet ist, die Längsachse
des Gelenkes 11, welche ebenso bevorzugt die Längsachse
des PP Elementes 13 ist, wobei die Achse des MP Elements
volar zu dieser verschoben ist. 6a ist
eine schematische Ansicht und zeigt, dass der größte Kurvenradius R1 der Oberfläche an der
konvexen Kondyle kleiner ist als der dazu korrespondierende Kurvenradius
R2 der konkaven Kavität
des distalen Elementes. Sie zeigt ebenso den Abstand, der durch
D bezeichnet ist, um den die Schnittlinie zwischen den beiden Ebenen 23a und 23b,
welche die rückwärtige oder
proximale Oberfläche
des PP Elementes 13 definieren, volar zu der Längsachse
verschoben ist.
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Ebenso
zeigt die schematische Ansicht der 6c die
jeweiligen Proportionierungen der beiden Gelenk ausbildenden Oberflächen in
einer horizontalen Ebene, senkrecht zu der vertikalen Ebene entlang der
die 6a gesehen wurde. In dieser Ansicht sind beide
der Kondylen 25 gezeigt, um die Dimensionierung des glatten
Tales 27 und des Grats 43b zu zeigen, welcher
zentral davon liegt, entlang der Symmetrieebene des Implantats.
Es kann wiederum gesehen werden, dass der Kurvenradius R3 der horizontalen
Ebene der konvexen Kondyle kleiner ist als der Kurvenradius R5 der
konkaven Kavität 43a.
Gleicherweise zeigt ein Vergleich der gewölbten Oberflächen des
Grats und des Tales, dass das Tal 27 mit einem Kurvenradius
R4 ausgeformt ist, der im Wesentlichen kleiner ist als der Radius
R6 des Grats 43b. Da der Radius R3 im Wesentlichen kleiner
ist als der Radius R1, ist die Oberfläche der konvexen Kondyle nicht sphärisch. Gleicherweise
sind die Kurvenradien R2 und R5 der konkaven Kavitäten 43a in
der proximalen Oberfläche 43 des
MP Elementes 15 in diesem schematischen Ausführungsbeispiel
unterschiedlich. Dieses Arrangement stellt sicher, dass es einen
angemessenen Raum zwischen den Gelenk ausbildenden Oberflächen der
Elemente 13 und 15 gibt, um das Einbringen von
synovialem Fluid zu ermöglichen und
dadurch der unvorteilhaften Erzeugung eines trockenen Gelenkes vorzubeugen.
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Die
spezifischen, nicht kongruenten Formen der Gelenk ausbildenden Oberflächen des
Gelenkes 11 bieten sich auch dazu an, ein PP Element durch ein
MP Element einer etwas unterschiedlichen Größe aufzunehmen, um es am besten
an eine Patientenanatomie anzupassen. Wie in 6c gezeigt,
wird der Kontakt zwischen den beiden Gelenk ausbildenden Oberflächen in
zwei parallelen Ebenen auftreten, welche als Kontaktebenen bezeichnet
werden, die voneinander um einen Abstand d1 beabstandet sind. Um
die Implantation in Gelenke von Patienten zu vereinfachen, die Knöchel unterschiedlicher
Größe aufweisen,
könnten
die Implantate 11 in Sätzen
von unterschiedlich großen
Komponenten hergestellt werden, zum Beispiel Größen A bis F, wobei die Größe A die
Kleinste ist und die Größe F die
Größte. In
jedem dieser Sätze
wird der Abstand d1 bezüglich
des PP Elementes und des MP Elementes für jegliche Größe genau
der Gleiche bleiben; die Länge
der Radien R1 und R2 werden jedoch zum Beispiel von Satz A bis zum
Satz B größer werden.
Aufgrund dieser einzigartigen Konstruktion und der Proportionierung
jedoch kann jedoch zum Beispiel ein PP Element der Größe C akzeptabel
mit einem MP Element der Größe B, C oder
D zusammengebracht werden (oder umgekehrt), da die relative Wölbung der
Kondyle so sein wird, dass selbst bei einer Größe größer oder kleiner, so wie es
der Fall sein könnte,
der Radius R1 der Wölbung
der Kondyle geringer sein kann als der Radius R2 der Wölbung der
Kavität,
so dass der Gleitkontakt während
der Gelenkbewegung noch vollständig
akzeptabel ist. Zusätzlich
wird, da die Sätze
in ihrer Größe größer werden,
der Kopf des PP Elementes, also der Abstand zwischen den seitlichen
Seiten 29, etwas wachsen, genau so wie die Breite und die Höhe des Kopfes 31 des
MP Elementes, ohne die Wölbung
der Gelenk ausbildenden Oberflächen
zu behelligen.
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Zusammenfassend
wird die Möglichkeit
des size-up und size-down durch Mittel des Steuerns des Ortes und
der Größe der Kurvenradien
der Gelenk ausbildenden Oberflächen
der bikondylaren Gelenkprothese so wie folgt erreicht: (1) Der Abstand
zwischen den Kontaktebenen (d1), die in 6c gezeigt sind,
wird für
die unterschiedlichen PIP Gelenkgrößen konstant gehalten, (2)
der Radius R5, der in 6c gezeigt ist, ist immer größer als
der Radius R3, und die Radien R5 und R3 verändern sich nicht zwischen den
Sätzen,
und (3) der Radius R2, der in 6c gezeigt
ist, ist stets größer als
der Radius R1. Proximale und distale Gelenkkomponenten der unterschiedlichen
Größen werden
zusammenkommen und miteinander Gelenke ausbilden, solange die oben
genannten Kriterien erfüllt
sind. Diese Anordnung stellt daher dem Chirurgen einen deutlichen Vorteil
bereit. Sie ermöglicht
es ihm eine Auswahl zu haben, wenn, so wie es häufig der Fall ist, die Anatomie
eines besonderen Patienten so ist, dass beide Komponenten einer
einzigen Größe nicht
bevorzugt sein würden;
mit dieser Anordnung kann der Chirurg entweder je nach Notwendigkeit
ein size-up oder ein size-down durchführen und daher eine überlegene endgültige Passung
bereitstellen.
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Sobald
das Gelenkimplantat 11 installiert wurde und der Finger
in seine ursprüngliche
Orientierung zurückgebracht
wurde und zusammengenäht wurde,
wird die Situation, die in 7a bis 7d gezeigt
sind, erhalten. Zum Beispiel kann bezüglich der 7a gesehen
werden, wie die schrägen
seitlichen Oberflächen 29 des
Kopfes 19 des PP Elements Freiräume für die Kapselbänder bereitstellen und
dass das Medianband exzellent in dem Tal 27 zwischen den
Kondylen 25 des Kopfes des PP Elementes und in der Spalte 41 des
Kopfes des MP Elementes aufgenommen wird. Wenn der Finger von einer
Position der vollen Erstreckung (in 7a gezeigt)
in die Position der Flexion (in 7b gezeigt) bewegt
wird, gleiten die Bänder
sanft entlang der geneigten Oberfläche 29 des Kopfes
und ohne substantielle Interferenz. In 7c, in
der die Bänder
aus Illustrationszwecken entfernt sind und die Schnittansicht entlang
der Ebene der Symmetrie des Implantats aufgenommen wird, kann gesehen
werden, dass der dickste Abschnitt des ICP exzellent in der Spalte 41 des
Kopfes aufgenommen wird und dass der Ort des Anbringens des Medianbandes
an der mittleren Phalanx 9 ungestört verbleibt. Diese wünschenswerte
Aufgabe ist ein Resultat des Erzeugens einer Kavität in der
proximalen Stirnfläche
der mittleren Phalanx 9 und des korrekten Proportionierens
des Spaltes 41 in der dorsalen Oberfläche des Kopfes 31.
In der begleitenden 7d, welche das Gelenk in einer 90° Flexion
zeigt, verbleibt das ICP in dem Tal 27 zwischen den Kondylen,
in denen es passend aufgenommen ist, so wie in 7e gezeigt,
welche eine Schnittansicht ist, die im Allgemeinen entlang der Linie
e-e der 7d aufgenommen ist.
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Die
PP und MP Elemente 13, 15 sind bevorzugt aus biokompatiblen
Materialien hergestellt, die ein Elastizitätsmodul im Bereich dessen eines
natürlichen,
lebenden Knochens aufweist, wobei ein Beispiel hiervon eine Struktur
ist, die aus einem Graphitsubstrat, welches mit Pyrokarbon beschichtet
ist, ist. Wichtiger sind die Elemente 13 und 15 aus
Materialien hergestellt, die eine hinreichende Härte aufweisen, die unter normale
Belastung, von der ausgegangen wird, dass sie sie während der
Verwendung erfahren wird, nicht signifikant gestaucht werden. Wiederum
erfüllt
mit Pyrokarbon beschichtetes Graphit diese Spezifikation und stellt
ebenso äußere Oberflächen bereit,
welche einen guten Widerstand gegen Abnutzung bereitstellen, so
dass es seine originalen Oberflächenkonturen,
auch nach Jahren nach der Implantation, behalten wird. Jedoch können, wenn zusätzliche
Festigkeit als wünschenswert
erachtet wird, die Elemente aus pyrolytischem Karbon geformt werden,
welches auf einem Kohlenstoff-Kohlenstoff-Faserkompositmaterial
geschichtet ist, welches eine höhere
Zugfestigkeit als Graphit aufweist.
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Obwohl
die Erfindung bezüglich
bestimmter bevorzugter Ausführungsbeispiele
beschrieben wurde, können
unterschiedliche Veränderungen
und Modifikationen, die einem Fachmann nahegelegen hätten, durchgeführt werden,
ohne vom Umfang der Erfindung, welche ausschließlich durch die angefügten Ansprüche definiert
ist, abzuweichen. Beispielsweise sollte, obwohl das Interphalangealgelenk
bezüglich des
Ersetzens eines PIP Gelenkes beschrieben wurde, verstanden werden,
dass durch ein Verändern der
relativen Größen der
Elemente 13, 15 diese ebenso zur Verwendung in
einem DIP Gelenk ausgebildet sein können.