DE60306088T2

DE60306088T2 - Knöchelprothese mit einem Lager aus polymerem Werkstoff

Info

Publication number: DE60306088T2
Application number: DE60306088T
Authority: DE
Inventors: Daren Winona Lake Deffenbaugh; Brian Fort Wayne Maroney
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 2003-01-06
Filing date: 2003-12-30
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2023-12-31
Also published as: US7011687B2; DE60306088D1; AU2003271327A1; JP2004209256A; EP1435222B1; JP4409296B2; AU2003271327B2; EP1435222A1; US20040133282A1; ATE329555T1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Prothesensysteme zum Ersetzen von Gelenken oder Abschnitten davon. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Sprunggelenkprothesensystem.
Bei der Behandlung von verschiedenen Problemen mit dem Sprunggelenk, wie zum Beispiel einer degenerativen Arthritis und einem Sprunggelenktrauma, wird der Sprunggelenktotalersatz oder eine „Gelenkplastik" schnell das übliche Vorgehen. Ein Verfahren zur Erleichterung eines Patientens ist, die Gelenkoberflächen des Sprunggelenks zu ersetzen, d. h. die untere Gelenkoberfläche der Tibia und die Gelenkoberfläche des Sprungbeins. Die untere Gelenkoberfläche der Tibia kann durch eine konkav geformte Oberfläche ersetzt werden, wobei häufig ein Polymermaterial verwendet wird, und die Gelenkoberfläche des Sprungbeins wird durch eine konvex geformte Oberfläche ersetzt. Das verwendete Polymer kann beispielsweise Polyethylen sein. Bei einem solchen Ersatz sind eine Erlösung von dem Schmerz, eine erhöhte Beweglichkeit und eine anatomische Rekonstruktion des Sprunggelenks Ziele des orthopädischen Chirurgen.
Es gibt zwei grundsätzliche Arten von Sprunggelenkersatzen: freie Meniskuslagersprunggelenkprothesen und halbfreie Lagersprunggelenkprothesen. Halbfreie fixierte Lagersprunggelenkprothesen umfassen eine Gelenkzwischenfläche, d. h. die Zwischenfläche zwischen der konkaven Polymerlageroberfläche und der konvexen Gelenkoberfläche. Bei halbfreien Prothesen ist das konkave Polymerlager an seinem Ort relativ zu der Tibia befestigt. Im Gegensatz dazu umfassen freie Meniskuslagersprunggelenkprothesen zwei Gelenkzwischenflächen, wodurch zusätzliche Freiheitsgrade möglich sind. Eine Gelenkzwischenfläche befindet sich zwischen einem Tibiaelement und einem Meniskuslager. Die andere Gelenkzwischenfläche befindet sich zwischen dem Meniskuslager und einem Sprungbeinelement. Beispiele von freien Meniskuslagersprunggelenkprothesen sind die Prothese, die unter der Marke STAR von Link verkauft wird, und das Beuchel-Pappas-Sprunggelenk von Endotech, wobei beide von vorne in das Sprunggelenk eingeführt werden. Ein Problem bei freien Sprunggelenkprothesen ist, daß die Sprunggelenkstabilität sehr von den umgebenden Weichgeweben abhängt. Insbe sondere das Meniskuspolymerlager kann bei schlecht ausbalancierten Totalsprunggelenkersatzen disloziert werden.
Ein Beispiel einer halbfreien Lagergelenkprothese ist das von DePuy Orthopaedics Inc. unter der Marke Agility verkaufte Produkt. Beim Zusammenbau der Prothese wird das konkave Polymerlager in ein Tibiaelement in einer Bewegung von unten nach oben eingesetzt. Mit anderen Worten wird das konkave Polymerlager von unten eingeführt (eingesetzt). Das konkave Polymerlager wird an seinem Ort durch Stangen gehalten, die von oben nach unten verlaufen. Diese Stangen verhindern, daß das Implantat unter einer Last in eine anteriore Richtung oder in eine posteriore Richtung wandert.
FR-2759900 offenbart eine Sprunggelenkprothese mit einem Tibiaimplantat und einem zwischenliegenden Einlegeteil. Das zwischenliegende Einlegeteil und das Tibiaimplantat wirken so zusammen, daß das zwischenliegende Einlegeteil wie eine Schublade unter das Tibiaimplantat gleitet. Die hintere Fläche des Einlegeteils liegt an einer hinteren unteren Kante des Tibiaimplantats an. Das Einlegeteil wird an seinem Ort durch eine vordere Kante des Tibiaimplantats befestigt.
Während der Verwendung nutzen sich Elemente von Prothesensystemen ab oder brechen, und müssen daher regelmäßig ersetzt werden. Es ist daher wünschenswert, Prothesensysteme so zu gestalten, daß Elemente, die sich möglicherweise abnutzen können, einfach aus dem Körper des Patienten entfernt und einfach durch den Chirurgen ersetzt werden können. Bei den bekannten halbfreien Sprunggelenken, wie zum Beispiel dem Agility-Sprunggelenk, erfordert das Entfernen des konkaven Polymerlagers von dem Chirurgen, die von oben nach unten verlaufenden Stangen durch eine sich hin- und herbewegende Säge oder irgendein anderes Instrument abzutrennen. Das Sägen erzeugt ungewünschten Polymerabrieb, der möglicherweise während der Operation nicht vollständig entfernt werden kann.
Es gibt daher einen Bedarf an einem halbfreien Sprunggelenkprothesensystem mit einem ersetzbaren Lagerelement, das durch den Chirurgen einfach entfernt und eingesetzt werden kann.
Um diese Bedürfnisse zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung eine halbfreie Sprunggelenkprothese mit einem ersetzbaren Lagerelement bereit. Das ersetzbare Lagerelement ist aus einem Tibiaelement der halbfreien Sprunggelenkprothese in einer posterior-anterioren Richtung entfernbar und in das Tibiaelement in einer anterior-posterioren Richtung einbringbar. Das Lagerelement ist lösbar in dem Tibiaelement durch einen Eingriffsverriegelungsmechanismus verriegelt.
In einer Ausführungsform stellt die Erfindung eine Sprunggelenkprothese bereit, mit:

a. einem Tibiaelement zur Befestigung an einer Tibia eines Patienten, die einen Kanal aufweist, der unten offen ist und durch eine mediale und laterale Seitenwand sowie eine obere Wand gebildet ist, wobei jede Seitenwand einen Schlitz, der an seinem anterioren Ende offen ist, oder eine Rippe aufweist, und die obere Wand eine anteriore Kante und eine Rückhaltewand, die eine untere Oberfläche aufweist, die von der anterioren Kante der oberen Wand in der von oben nach unten gerichteten Richtung verläuft, aufweist;
b. einem Lagerelement (36) mit einer oberen Oberfläche (104) sowie einer medialen (114) und lateralen (120) Fläche mit einer entsprechenden Rippe (118) oder einem Schlitz (341 und 343); der an seinem posterioren Ende an sowohl der medialen (114) wie auch der lateralen (120) Fläche offen ist und mit dem entsprechenden Schlitz (74 und 86) oder der Rippe (357 und 367), die von dem Tibiaelement (38) bereitgestellt ist, in Eingriff bringbar ist, wodurch es dem Lagerelement (36) ermöglicht ist, in den Kanal in dem Tibiaelement (38) in einer anterior-posterioren Richtung (54) bewegt zu werden, um dieses in Eingriff zu bringen mit und eine Rastverriegelung zu bewirken mit dem Tibiaelement (38), wobei die Verriegelung zwischen dem Lagerelement (36) und dem Tibiaelement (38) gelöst werden kann, um es dem Lagerelement (136) zu ermöglichen, in einer posterior-anterioren Richtung (136) bewegt zu werden, um sich dadurch von dem Tibiaelement (38) zu lösen; dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff der Rippen (118 oder 357 und 367) in die Schlitze (74 und 86 oder 341 und 343) bewirkt, daß das Lagerelement (36) progressiv gegen die obere Wand (40) des Tibiaelements (38) gedrückt wird.

Bevorzugt stellen die mediale und laterale Seitenwand des Tibiaelements einen Schlitz bereit, und die mediale und laterale Fläche des Lagerelements stellen eine Rippe bereit.
Jeder der medialen und lateralen Schlitze weist bevorzugt ein anteriores Ende und ein posteriores Ende auf. Jeder der medialen und lateralen Schlitze ist an dem anterioren Ende breiter als an dem posterioren Ende.
Jeder der medialen und lateralen Schlitze weist bevorzugt eine untere Kante auf, und die unteren Kanten der medialen und lateralen Schlitze sind nicht linear.
Das Lagerelement weist bevorzugt eine konkave Gelenkoberfläche auf. Die Sprunggelenkprothese umfaßt bevorzugt ferner ein Sprungbeinelement mit einer konvexen Gelenkoberfläche, die ausgelegt ist, in Verbindung mit der konkaven Gelenkoberfläche zu treten.
Der Querschnitt der konkaven Gelenkoberfläche ist bevorzugt entlang einer medialen-lateralen-Achse im wesentlichen konstant.
Das Lagerelement weist bevorzugt ein Rastverriegelungselement auf, das ausgelegt ist, eine Rastverriegelung mit der Rückhaltewand des Tibiaelements einzugehen, wenn die mediale Rippe und die laterale Rippe im wesentlichen vollständig in dem medialen Schlitz bzw. dem lateralen Schlitz aufgenommen sind.
Das Lagerelement ist bevorzugt aus einem elastischen Material gebildet.
Bevorzugt umfaßt das Lagerelement mindestens eine Nut, die ausgelegt ist, ein Entnahmewerkzeug, aufzunehmen. Das Entnahmewerkzeug ist bevorzugt ausgelegt, das Lagerelement derart zu deformieren, daß das zweite Rastverriegelungselement von dem ersten Rastverriegelungselement gelöst wird.
Das Tibiaelement weist bevorzugt einen Vorsprung auf, der ausgelegt ist, in die Tibia implantiert zu werden.
Ein Lagerelement wird in einer anterioren-posterioren-Richtung bewegt, um dieses in Eingriff zu bringen mit und eine Rastverriegelung zu bewirken mit dem Tibiaelement. Das Lagerelement kann von dem Tibiaelement gelöst werden und in einer posterioren-anterioren-Richtung bewegt werden, um sich dadurch von dem Tibiaelement zu lösen.
Das System der Erfindung weist den Vorteil auf, daß es in den Extremitäten verwendet werden kann, die einen Knochenverlust erlitten oder ein erhebliches nicht reparables Knochentrauma erfahren haben.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß der Chirurg einfach das Lagerelement aus dem Tibiaelement nach der Implantation der Sprunggelenkprothese in das Sprunggelenk des Patientens entfernen kann und einfach ein neues Lagerelement in dem Tibiaelement in dem Sprunggelenk des Patientens anordnen kann.
Ein weiterer Vorteil ist, daß es keine Notwendigkeit gibt, irgendeinen Teil der Prothese zu zersägen, um das Lagerelement zu ersetzen.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die halbfreie Sprunggelenkprothese der vorliegenden Erfindung mehr Sprunggelenkstabilität als eine freie Sprunggelenkprothese bereitstellt.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben, von denen:
1 eine Rückansicht eines Sprunggelenkersatzes oder einer Prothese gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Seitenansicht der Sprunggelenkprothese entlang der Linie 2-2 in 1 ist, die eine Bewegung eines Sprungbeinelements relativ zu einer Tibiaanordnung zeigt;
3 eine perspektivische Explosionsansicht der Tibiaanordnung der 1 ist;
4 eine weitere perspektivische Explosionsansicht der Tibiaanordnung der 1 ist;
5 eine weitere perspektivische Explosionsansicht der Tibiaanordnung der 1 ist;
6 eine Frontansicht der Sprunggelenkprothese der 1 ist, die in ein Sprunggelenk eines Patientens implantiert ist;
7 eine perspektivische Ansicht der Tibiaanordnung der 1 ist;
8 eine Seitenansicht der Sprunggelenkprothese der 1 ist, die in ein Sprunggelenk eines Patientens implantiert ist;
9 eine perspektivische Explosionsansicht einer weiteren Ausführungsform einer Tibiaanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
10 eine Seitenansicht eines Ausschnitts des Tibiaelements entlang der Linie 10-10 in 9 ist;
11 ein vergrößerter Ausschnitt einer Draufsicht des Tibiaelements entlang der Linie 11-11 in 9 ist;
12 ein vergrößerter Ausschnnitt einer Frontansicht des Tibiaelements entlang der Linie 12-12 in 9 ist;
13 eine Seitenansicht des Lagerelements entlang der Linie 13-13 in 9 ist;
14 eine Rückansicht des Lagerelements entlang der Linie 14-14 in 9 ist;
15 eine perspektivische Explosionsansicht eines Beispiels einer Tibiaanordnung ist, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist;
16 ein Ausschnitt einer Seitenansicht des Tibiaelements entlang der Linie 16-16 in 15 ist;
17 ein vergrößerter Ausschnitt einer Draufsicht des Tibiaelements entlang der Linie 17-17 in 15 ist;
18 ein vergrößerter Ausschnitt einer Frontsicht des Tibiaelements entlang der Linie 18-18 in 15 ist;
19 eine Seitenansicht des Lagerelements entlang der Linie 19-19 in 15 ist;
20 eine Rückansicht des Lagerelements entlang der Linie 20-20 in 15 ist.
Unter Bezug auf die Figuren zeigt 1 eine Sprunggelenkprothese 30 für ein rechtes Sprunggelenk. Eine Sprunggelenkprothese für ein linkes Sprunggelenk wäre spiegelbildlich zu der Sprunggelenkprothese 30. Die Sprunggelenkprothese 30 ist für eine Ersatzoperation ausgelegt, bei der das Gelenk des Sprunggelenks des Patientens ersetzt wird. Die Sprunggelenkprothese 30 umfaßt eine Tibiaanordnung 32 und ein Sprungbeinelement 34, die wechselwirken, um eine Beugung und Streckung zu ermöglichen, die ähnlich zu der eines normalen Sprunggelenks sind. Die Sprunggelenkprothese 30 ist kompakt, um ein minimales Entfernen von Knochen und Gewebe des Patientens zu erfordern.
Die Tibiaanordnung 32 ist an einer Tibia des Patienten befestigbar, und das Sprungbeinelement 34 ist an einem Sprungbein des Patientens befestigbar. Das Sprungbeinelement 34 steht verschieblich mit der Tibiaanordnung 32 in Eingriff und ist bezüglich derselben drehbar, wie in 2 gezeigt. Das Sprungbeinelement 34 kann zwischen einer gebeugten Position 35 und einer gestreckten Position 37 geschwenkt werden, um den Patienten ungefähr denselben Bewegungsbereich wie bei einem natürlichen Sprunggelenk zu bieten.
Die Tibiaanordnung 32 umfaßt ein Lagerelement 36, das in ein Sprungbeinelement 38 paßt und von diesem lösbar gehalten ist. Das Tibiaelement 38 umfaßt eine Basisplatte oder obere Wand 40 mit einer medialen Kante 42 und einer lateralen Kante 44. Positionierungswände, umfassend eine mediale Wand 46 und eine laterale Wand 48, erstrecken sich jeweils von der medialen Kante 42 und der lateralen Kante 44 entlang einer von oben nach unten gerichteten Richtung 50. Von einer posterioren Kante 52 der oberen Wand 40 erstreckt sich eine dreieckige Verlängerung 56 in einer anterioren-posterioren-Richtung 54. Ein Vorsprung in der Form einer Tibiafinne 58 erstreckt sich von der oberen Wand 40 in eine von unten nach oben gerichtete Richtung 60.
Wie am besten in den 3 bis 5 dargestellt, weist eine anteriore Fläche 62 des Tibiaelementes 38 eine Öffnung 64 zur Aufnahme des Lagerelement 36 auf. Ein lösbares Befestigungselement, wie zum Beispiel ein Rastverriegelungselement in der Form einer Rückhaltewand 66, erstreckt sich von einer anterioren Kante 68 der oberen Wand 40 in die von oben nach unten gerichtete Richtung 50. Die anteriore Fläche 52 des Tibiaelements 38 umfaßt eine Gewindebohrung 70, die sich in die mediale Wand 64 erstreckt. Ein Implantatwerkzeug (nicht dargestellt) mit Außengewinde kann mit der Gewindebohrung 70 zusammenwirken, um die Tibiaanordnung 32 in das Sprunggelenk des Patienten zu führen. Eine innere Obefläche 72 der medialen Wand 46 umfaßt einen medialen Schlitz 74 in einer anterioren-posterioren-Orientierung und eine Öffnung 76 in der anterioren Fläche 62. Eine untere Kante 78 des Schlitzes 74 ist nicht linear, so daß der Schlitz 74 an einem anterioren Ende 80 breiter als an einem posterioren Ende 82 ist. Eine innere Oberfläche 84 der lateralen Wand 48 umfaßt einen lateralen Schlitz 86 in einer anterior-posterioren-Orientierung und eine Öffnung 88 in der anterioren Fläche 62. Eine untere Kante 90 des Schlitzes 86 ist nicht linear, so daß der Schlitz 86 an einem anterioren Ende 92 breiter als an einem posterioren Ende 94 ist. In der dargestellten Ausführungsform sind die Schlitze 74 und 86 spiegelbildlich zueinander.
Das Lagerelement 36 besteht aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem Kunststoff. Das Lagerelement 36 kann insbesondere aus Polyethylen hergestellt sein. Das Lagerelement 36 umfaßt eine konkave Gelenkoberfläche 96 zur Kopplung mit dem Sprungbeinelement 34. Die konkave Gelenkoberfläche 96 verläuft entlang der von oben nach unten gerichteten Richtung 50. Die konkave Gelenkoberfläche 96 bildet einen Bogen von einer anterioren Fläche 98 zu einer posterioren Fläche 100 des Lagerelements 36, so daß ein Querschnitt der Oberfläche 96 entlang einer medial-lateralen-Achse 102 konstant ist. Eine obere Oberfläche 104 des Lagerelements 36 fällt in der Nähe der anterioren Fläche 98 nach unten oder verläuft stufenförmig nach unten, um dadurch ein lösbares Befestigungselement oder ein Rastverriegelungselement in der Form einer Nase 106 zu bilden, das parallel zu der medial-lateralen-Achse 102 verläuft. Eine obere Kante 108 der anterioren Fläche 98 umfaßt eine Aussparung 110 zur Aufnahme eines Entnahmewerkzeugs 112, wie weiter unten genauer beschrieben.
Ein medialer Seitenabschnitt 114 des Lagerelements 36 umfaßt eine äußere Oberfläche 116 mit einer medialen Rippe 118 in einer anterior-posterioren-Orientierung. Auf ähnliche Weise weist ein lateraler Seitenabschnitt 120 des Lagerelements 36 eine äußere Oberfläche 122 mit einer lateralen Rippe 124 in einer anterioren-posterioren-Orientierung auf. Das Lagerelement 36 ist von der Größe her ausgelegt, in die Öffnung 64 des Tibiaelements 38 zu passen. Die mediale Rippe 118 und die laterale Rippe 124 sind von der Größe her ausgelegt, jeweils in den medialen Schlitz 74 bzw. den lateralen Schlitz 86 zu passen.
Das Sprungbeinelement 34 umfaßt einen Kuppelabschnitt 126 mit einer konvexen Gelenkoberfläche in der Form einer halbkreisförmigen Krümmungsoberfläche 128. Eine ebene untere Fläche 130 des Sprungbeinelements 34 weist einen Vorsprung in der Form einer Sprungbeinfinne 132 auf, die entlang der von oben nach unten gerichteten Richtung 50 verläuft. Das Lagerelement 36 und der Kuppelabschnitt 126 stellen einen Bewegungsbereich von ca. 60° zwischen einer gestreckten Position und einer gebeugten Position bereit, wie in 2 dargestellt.
Unter erneutem Bezug auf 1 ist ersichtlich, daß die Seitenabschnitte 114, 120 und die Wände 46, 48 das Sprungbeinelement 34 an einem lateralen Gleiten in allen Positionen hindern. Die Wände 46, 48 stellen eine Stütze für das Gelenk bereit, so daß die Sprunggelenkprothese 30 zu allen Zeiten geeignet positioniert bleibt. Die Sprunggelenkprothese 30 verschwenkt sich dort, wo der Kuppelabschnitt 126 und das Lagerelement 36 aufeinander treffen. Die Oberflächen 96, 128 gleiten relativ zueinander und ermöglichen das Auftreten der Verschwenkung, wodurch eine Bewegung und ein Bewegungsbereich ähnlich wie bei einem natürlichen Sprunggelenk ermöglicht ist.
Das Tibiaelement 38 muß breit genug sein, um den Bereich zwischen der Tibia und der Fibula zu überbrücken, wie in 6 dargestellt. Implantiert liegt die laterale Wand 48 an der Fibula an, wohingegen die mediale Wand 46 an dem medialen Malleolus anliegt. In dieser Weise verbindet sich die Fibula mit der Tibia, und ein Teil der Gewichtslast wird auf die Fibula übertragen. Eine untere Oberfläche 133 der Verlängerung 56 wird von Knochen getragen, wodurch ein Wandern der Tibiaanordnung 32 in die von oben nach unten gerichtete Richtung 50 verhindert ist. Die obere Wand 40 sollte so dünn wie möglich sein, um die Knochenentnahme für die Implantation zu minimieren, jedoch gleichzeitig eine ausreichende Festigkeit aufweisen, um den Kräften zu widerstehen, denen sie unterworfen ist.
Während des Zusammensetzens wird das Lagerelement 36 in die anteriore-posteriore-Richtung 54 bewegt, um auf diese Weise in Eingriff mit dem Tibiaelement 38 zu kommen.
Genauer betrachtet gleiten die mediale Rippe 118 und die laterale Rippe 124 jeweils in den medialen Schlitz 74 bzw. den lateralen Schlitz 86. Die Schlitze 74, 86 werden enger, während sich die Rippen 118, 124 in diesen in der anterior-posterioren-Richtung 54 erstrecken. Mit anderen Worten steigen die unteren Kanten 78, 90 der Schlitze 74, 86 in der von unten nach oben gerichteten Richtung 60 entlang der anterior-posterioren-Richtung 54 an. Auf diese Weise kommen die unteren Kanten 78, 90 näher an die untere Oberfläche 134 der Rückhaltewand 66 entlang der anterior-posterioren-Richtung 54. Die Vorspannung der unteren Kanten 78, 90 der Schlitze 74, 86 gegen die Rippen 118, 124 schiebt das Lagerelement 36 in die von unten nach oben gerichtete Richtung 60. Dies bewirkt, daß die obere Oberfläche 104 des Lagerelements 36 gegen die untere Oberfläche 134 der Rückhaltewand 66 vorgespannt wird, während die Rippen 118, 124 in die anterior-posteriore-Richtung 54 fortschreiten.
Sind die Rippen 118, 124 vollständig in den Schlitzen 74, 86 aufgenommen (d. h. die Rippen 118, 124 beginnen, mit den posterioren Ende 82, 94 der Schlitze 74, 86 zusammenzuwirken), verläuft die Rastnase 106 entlang der Rückhaltewand 66. Die Vorspannung der unteren Kanten 78, 90 der Schlitze 74, 86 gegenüber den Rippen 118, 124 schiebt das Lagerelement 36 in die von unten nach oben gerichtete Richtung 60, so daß die Rastnase 106 hinter und auf die Rückhaltewand 66 rastet. Die Rastnase 106 kommt in einen Rastverriegelungseingriff mit der Rückhaltewand 66 oder koppelt passend mit dieser, und das Lagerelement 36 geht eine Rastverriegelung mit dem Tibiaelement 38 ein. 7 zeigt die zusammengesetzte Tibiaanordnung 32 mit dem Lagerelement 36, das in einem Rastverriegelungseingriff mit dem Tibiaelement 38 steht.
Wie in den 6 und 8 dargestellt, ist die Sprunggelenkprothese 30 implantiert, wobei das Sprungbeinelement 34 an dem Sprungbein befestigt ist und das Tibiaelement 38 an der Tibia befestigt ist und wobei die Fibulaknochen mit der oberen Wand 40 die Knochen überbrücken. Die Tibiafinne 58 erstreckt sich in den Tibiaknochen nach oben, wenn sie implantiert ist, und positioniert das Tibiaelement 38 richtig. Auf ähnliche Weise erstreckt sich die Sprungbeinfinne 132 nach unten in das Sprungbein, um das Sprungbeinelement 34 geeignet ausgerichtet zu halten, wenn es implantiert ist.
Ein Implantationswerkzeug (nicht dargestellt) mit Außengewinde kann in die Gewindebohrung 70 geschraubt werden und kann danach verwendet werden, um die Tibiaanordnung 32 in das Sprunggelenk des Patientens zu führen. Nachdem die Tibiaanordnung 32 in das Sprung gelenk des Patienten implantiert ist, kann das Implantationswerkzeug aus der Gewindebohrung 70 geschraubt werden, um das Implantationswerkzeug von der Tibiaanordnung 32 zu lösen. Die Sprunggelenkprothese 30 kann mit oder ohne die Verwendung von Knochenzement implantiert werden.
In dem Fall, in dem sich das Lagerelement 36 abgenutzt hat oder beschädigt worden ist, kann das Lagerelement 36 einfach aus dem Tibiaelement 38 entfernt werden und durch ein neues Lagerelement 36 ersetzt werden, ohne das Tibiaelement 38 aus dem Sprunggelenk des Patientens zu entfernen. Der Chirurg kann insbesondere das Ende des Entnahmewerkzeugs 112 in die Aussparung 110 einbringen und das Werkzeug 112 in die von oben nach unten gerichtete Richtung 50 drücken. Die Kraft des Werkzeugs 112 deformiert das elastische Lagerelement 36, wodurch die Rastnase 106 aus dem Rastverriegelungseingriff mit der Rückhaltewand 66 bewegt wird. Auf diese Weise wird das Lagerelement 38 freigegeben und von dem Tibiaelement 38 entriegelt.
Der Chirurg kann dann das Lagerelement 36 entlang einer posterioren-anterioren-Richtung 136 ziehen, bis das Lagerelement 36 vollständig von dem Tibiaelement 38 gelöst ist. Ein neues Lagerelement 36 wird dann in Eingriff mit dem Tibiaelement 38 gebracht und mit diesem verriegelt, indem das neue Lagerelement 36 in die anterior-posteriore-Richtung 54 bewegt wird. Die Einzelheiten des Verfahrens der Verriegelung des neuen Lagerelements 36 mit dem Tibiaelement 38 sind ähnlich zu dem Verfahren, das oben für die Verriegelung des ursprünglichen Lagerelements 36 mit dem Tibiaelement 38 beschrieben ist, und werden daher in dieser Schrift nicht detailliert beschrieben.
In einer weiteren Ausführungsform (9) umfaßt eine Sprunggelenkprothese für ein rechtes Sprunggelenk eine Tibiaanordnung 232 mit einem elastischen Lagerelement 236 und ein Tibiaelement 238. Das Tibiaelement 238 umfaßt eine mediale Lagerrückhalteeinrichtung 241 (10) und eine laterale Lagerrückhalteeinrichtung 243 (11), die spiegelbildlich zueinander sind. Die Lagerrückhalteeinrichtungen 241, 243 weisen jeweils mediale und laterale Vorsprünge oder Knöpfe 245, 247 (12) auf, die an den distalen Enden der jeweiligen medialen und lateralen Blattfedern 249, 251 befestigt sind. Die Blattfedern 249, 251 weisen eine anteriore-posteriore-Orientierung auf. Die Lagerrückhalteeinrichtungen 241, 243 sind jeweils in den medialen und lateralen Rillen 253, 255 auf den jeweiligen inneren Oberflächen 272, 284 einer medialen Wand 246 und einer lateralen Wand 248 angeordnet. Die Rillen 253, 255 weisen ebenfalls eine anterior-posteriore-Orientierung auf.
Eine äußere Oberfläche 316 (13) eines medialen Seitenabschnitts 314 des Lagerelements 236 umfaßt einen medialen Schlitz 257 in einer anterior-posterioren-Orientierung und eine Öffnung 259 in einer posterioren Fläche 300 des Lagerelements 236. An einem anterioren Ende 261 des Schlitzes 257 ist eine zylindrische Vertiefung 263 in Verbindung mit einer durchgehenden Bohrung 265, am besten in 14 sichtbar, die durch den medialen Seitenabschnitt 314 verläuft. Die Vertiefung 263 ist relativ zu dem Schlitz 257 in der von oben nach unten gerichteten Richtung 50 versetzt.
Eine äußere Oberfläche 322 eines lateralen Seitenabschntts 320 umfaßt einen lateralen Schlitz 267 in einer anterior-posterioren-Orientierung und eine Öffnung 269 in der posterioren Fläche 300. An einem anterioren Ende 271 des Schlitzes 267 ist eine zylindrische Vertiefung 273 in Verbindung mit einer durchgehenden Bohrung 275, die durch den lateralen Seitenabschnitt 320 verläuft. Die Vertiefung 273 ist relativ zu dem Schlitz 267 in der von oben nach unten gerichteten Richtung 50 versetzt. In der dargestellten Ausführungsform sind die Schlitze 257, 267, die Vertiefungen 263, 273 und die durchgehenden Bohrungen 265, 275 spiegelbildlich zueinander. Weitere Merkmale des Tibiaelements 238 und des Lagerelements 236 entsprechen im wesentlichen dem Tibiaelement 38 und dem Lagerelement 36 und werden daher jeweils in dieser Schrift nicht detailliert beschrieben.
Während des Zusammensetzens wird das Lagerelement 236 in die anteriore-posteriore-Richtung 54 bewegt, um in Eingriff mit dem Tibiaelement 238 zu kommen. Wenn das Lagerelement 236 ungefähr zur Hälfte in das Tibiaelement 238 eingebracht ist, dringen der mediale Knopf 245 und der laterale Knopf 257 jeweils in die mediale Schlitzöffnung 259 bzw. die laterale Schlitzöffnung 269 ein. Die Knöpfe 245, 247 sind jeweils durch die Schlitze 257, 267 in die Richtungen 281 und 283 vorgespannt. Während das Lagerelement 236 in die anteriore-posteriore-Richtung 54 fortschreitet, wird eine obere Oberfläche 304 des Lagerelements 236 gegen eine untere Oberfläche 334 einer Rückhaltewand 266 vorgespannt.
Sind die Knöpfe 245, 247 vollständig in den Schlitzen 257, 267 aufgenommen (d. h. die Knöpfe 245, 247 beginnen, in Eingriff mit den anterioren Enden 261, 271 der Schlitze 257, 267 zu kommen), verläuft eine Rastnase 306 entlang der Rückhaltewand 266. Die Vorspan nung der Knöpfe 245, 247 gegenüber den jeweiligen oberen Kanten 277, 279 der Schlitze 257, 267 drückt das Lagerelement 236 in der von unten nach oben gerichteten Richtung 60 so, daß die Rastnase 306 auf die Rückhaltewand 266 rastet. Dadurch geht die Rastnase 306 einen Rastverriegelungseingriff mit der Rückhaltewand 266 ein, und das Lagerelement 236 ist über eine Rastverriegelung mit dem Tibiaelement 238 verbunden.
Wenn die Knöpfe 245, 247 beginnen, in Eingriff zu kommen mit den anterioren Enden 261, 271 der Schlitze 257, 267 und das Lagerelement 236 in die von unten nach oben gerichtete Richtung 60 gedrückt wird, drückt die Vorspannung der Blattfedern 249, 251 die Knöpfe 245, 247 in die jeweiligen Richtungen 283, 281 in die zylindrischen Vertiefungen 263, 273. Dadurch wird das Lagerelement 236 mit dem Tibiaelement 238 verriegelt, da die Knöpfe 245, 247 in den jeweiligen Vertiefungen 263, 273 sitzen und die Rastnase 306 in einem Rastverriegelungseingriff mit der Rückhaltewand 266 steht. Die Einzelheiten des Implantierens der Tibiaanordnung 232 in ein Sprunggelenk eines Patientens entsprechen im wesentlichen denjenigen des Implantierens der Tibiaanordnung 32 und werden daher in dieser Schrift nicht detailliert beschrieben.
In dem Fall, in dem sich das Lagerelement 236 abgenutzt hat oder beschädigt worden ist, kann das Lagerelement 236 einfach aus dem Tibiaelement 238 entfernt und durch ein neues Lagerelement 236 ersetzt werden, ohne das Tibiaelement 238 aus dem Sprunggelenk des Patienten zu entfernen. Der Chirurg kann insbesondere die gegenüberliegenden Zapfen 285, 287 eines teilweise dargestellten Entnahmewerkzeugs 289 in die durchgehenden Bohrungen 265, 275 einbringen und die Knöpfe 245, 247 in die Richtungen 281, 283 aus den Vertiefungen 263, 273 drücken. Wenn das Lagerelement 236 auf diese Weise aus dem Tibiaelement 238 gelöst ist, dann kann das Entnahmewerkzeug 289 verwendet werden, um das Lagerelement 236 in die von oben nach unten gerichtete Richtung 50 zu drücken. Die Bewegung des Lagerelements 236 in die von oben nach unten gerichtete Richtung 50 führt dazu, daß die Knöpfe 245, 247 in den Schlitzen 257, 267 aufgenommen werden und die Rastnase 306 aus ihrem Rastverriegelungseingriff mit der Rückhaltewand 266 bewegt wird. Auf diese Weise wird das Lagerelement 236 von dem Tibiaelement 238 gelöst und von diesem entriegelt.
Der Chirurg kann dann das Lagerelement 236, möglicherweise mit dem Entnahmewerkzeug 289, in die posterior-anteriore-Richtung 136 ziehen, bis das Lagerelement 236 vollständig von dem Tibiaelement 238 gelöst ist. Ein neues Lagerelement 236 wird dann in Eingriff gebracht mit und verriegelt mit dem Tibiaelement 238, durch Bewegen des neuen Lagerelements 236 in der anterior-posterioren-Richtung 54. Die Einzelheiten des Verfahrens des Verriegelns des neuen Lagerelements 236 mit dem Tibiaelement 238 entsprechen im wesentlichen dem Verfahren, das oben für die Verriegelung des ursprünglichen Lagerelements 236 mit dem Tibiaelement 238 beschrieben ist, und werden daher in dieser Schrift nicht detailliert beschrieben.
In einem Beispiel einer Prothese (15), die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, umfaßt eine Sprunggelenkprothese für ein rechtes Sprunggelenk eine Tibiaanordnung 332 mit einem elastischen Lagerelement 336 und ein Tibiaelement 338. Das Tibiaelement 338 umfaßt eine mediale Lagerrückhaltevertiefung 341 (16) und eine laterale Lagerrückhaltevertiefung 343 (17 und 18), die spiegelbildlich zueinander sind. Die Vertiefungen 341 und 343 sind kegelstumpfförmig geformt und jeweils in inneren Oberflächen 372, 384 einer medialen Wand 346 und einer lateralen Wand 348 angeordnet.
Eine äußere Oberfläche 416 (19) eines medialen Seitenabschnitt 414 des Lagerelements 336 umfaßt einen kegelstumpfförmig geformten medialen Vorsprung 357. Eine äußere Oberfläche 422 eines lateralen Seitenabschnitts 420 umfaßt einen kegelstumpfförmig geformten lateralen Vorsprung 367. In der dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge 357, 367 spiegelbildlich zueinander. Weitere Merkmale des Tibiaelements 338 und des Lagerelements 336 entsprechen im wesentlichen jeweils dem Tibiaelement 38 und dem Lagerelement 36 und werden daher in dieser Schrift nicht detailliert beschrieben.
Während des Zusammensetzens wird das Lagerelement 336 in der anterior-posterioren-Richtung 54 bewegt, um dadurch mit dem Tibiaelement 338 in Eingriff zu kommen. Während sich das Lagerelement 336 in der anterior-posterioren-Richtung 54 bewegt, werden der Vorsprung 357 und der mediale Seitenabschnitt 414 in der Richtung 283 durch die innere Oberfläche 372 vorgespannt. Auf ähnliche Weise werden der Vorsprung 367 und der laterale Seitenabschnitt 420 in die Richtung 281 durch die innere Oberfläche 384 vorgespannt. Während das Lagerelement 336 in der anterior-posterioren-Richtung 54 fortschreitet, wird eine obere Oberfläche 404 des Lagerelements 336 gegen eine untere Oberfläche 434 einer Rückhaltewand 366 vorgespannt. Wenn das Lagerelement 336 ungefähr zur Hälfte in das Tibiaelement 338 eingebracht ist, werden der mediale Vorsprung 357 und der laterale Vorsprung 367 jeweils an den Vertiefungen 341, 343 ausgerichtet. Die Elastizität des medialen Seitenab schnitts 414 und des lateralen Seitenabschnitts 420 bewirkt, daß die Vorsprünge 357, 367 sich jeweils in die Richtungen 281, 283 bewegen und sich in die Vertiefungen 341, 343 setzen.
Wenn die Vorsprünge 357, 367 vollständig in den Vertiefungen 341, 343 aufgenommen sind, verläuft eine Rastnase 406 entlang der Rückhaltewand 366. Die Vorspannung der Vertiefungen 341, 343 gegenüber den Vorsprüngen 357, 367 drückt das Lagerelement 336 in die von unten nach oben gerichtete Richtung 60, so daß die Rastnase 406 auf die Rückhaltewand 366 rastet. Die Rastnase 306 kommt in einen Rastverriegelungseingriff mit der Rückhaltewand 366, und das Lagerelement 33G tritt in eine Rastverriegelung mit dem Tibiaelement 338. Das Lagerelement 336 ist mit dem Tibiaelement 338 verriegelt, da die Vorsprünge 357, 367 in den jeweiligen Vertiefungen 341, 343 sitzen und die Rastnase 406 in einem Rastverriegelungseingriff mit der Rückhaltewand 366 steht. Die Einzelheiten der Implantation der Tibiaanordnung 332 in ein Sprunggelenk eines Patientens entsprechen im wesentlichen denen zur Implantation der Tibiaanordnung 32 und werden daher in dieser Schrift nicht detailliert beschrieben.
In dem Fall, in dem sich das Lagerelement 336 abgenutzt hat oder beschädigt worden ist, kann das Lagerelement 336 einfach aus dem Tibiaelement 338 entfernt werden und durch ein neues Lagerelement 336 ersetzt werden, ohne das Tibiaelement 238 aus dem Sprunggelenk des Patienten zu entfernen. Der Chirurg kann insbesondere das Lagerelement 336 in die von oben nach unten gerichtete Richtung 50 ziehen, möglicherweise durch die Verwendung eines Entnahmewerkzeugs. Die Bewegung des Lagerelements 336 in die von oben nach unten gerichtete Richtung 50 führt dazu, daß die Vorsprünge 357, 367 aus den Vertiefungen 341, 343 entfernt werden und die Rastnase 406 aus ihrem Rastverriegelungseingriff mit der Rückhaltewand 366 bewegt wird. Auf diese Weise wird das Lagerelement 336 freigegeben und von dem Tibiaelement 338 entriegelt. Der Chirurg kann dann das Lagerelement 336 in die posterior-anteriore-Richtung 136 ziehen, möglicherweise mit einem Entnahmewerkzeug, bis das Lagerelement 336 vollständig von dem Tibiaelement 338 gelöst ist. Ein neues Lagerelement 336 wird dann in Eingriff gebracht mit und verriegelt mit dem Tibiaelement 338, durch Bewegen des neuen Lagerelements 336 in die anterior-posteriore-Richtung 54. Die Einzelheiten des Verfahrens des Verriegelns des neuen Lagerelements 336 mit dem Tibiaelement 338 entsprechen im wesentlichen dem Verfahren, das oben zum Verriegeln des ursprünglichen Lagerelements 336 mit dem Tibiaelement 338 beschrieben ist, und werden daher in dieser Schrift nicht detailliert beschrieben.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen sind das Lagerelement und das Tibiaelement so dargestellt, daß sie einen passenden männlichen und weiblichen Rückhaltemechanismus aufweisen. Es ist festzustellen, daß es willkürlich ist, ob das Lagerelement oder das Tibiaelement den männlichen Rückhaltemechanismus oder den weiblichen Rückhaltemechanismus aufweist. Mit anderen Worten kann der männliche Rückhaltemechanismus auf entweder dem Lagerelement oder dem Tibiaelement vorgesehen sein. Beispielsweise wurde das Lagerelement 336 so dargestellt, daß es Vorsprünge 357, 367 aufweist, und das Tibiaelement 338 wurde so dargestellt, daß es Vertiefungen 341, 343 aufweist. Es ist jedoch ebenso möglich, daß das Lagerelement Vertiefungen umfaßt und das Tibiaelement Vorsprünge umfaßt.
Das Tibiaelement und das Sprungbeinelement der Sprunggelenkprothese können aus herkömmlichen biokompatiblen Metallen oder geeignet starken Materialien gebildet sein. Beispielsweise kann das Tibiaelement aus einer Titanlegierung gebildet sein, und das Sprungbeinelement kann aus einer Kobalt-Chrom-Legierung oder aus einer rostfreien Stahllegierung gebildet sein.
Das Tibiaelement und das Sprungbeinelement kann mit einer porösen Beschichtung versehen sein, abhängig von der bevorzugten Anwendung. Die Tibiaanordnung und das Sprungbeinelement kann in verschiedenen Größen und Formen bereitgestellt sein, um sich an verschiedene Sprunggelenkgrößen und -formen von Patienten anzupassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sprunggelenkprothese dem orthopädischen Chirurgen in einem Kit mit verschiedenen Größen, Abmessungen und/oder Formen von Tibiaanordnungen und Sprungbeinelementen bereitgestellt. Das Kit kann alle Elemente aufweisen, die notwendig sind, um irgendeine der Ersatzoperationen durchzuführen, die oben beschrieben sind. Die Elemente können in dem Operationssaal zusammengesetzt werden, falls notwendig.

Claims

Sprunggelenkprothese (30) mit: a. einem Tibiaelement (38) zur Befestigung an einer Tibia eines Patientens, die einen Kanal aufweist, der unten offen ist und durch eine mediale (46) und laterale (48) Seitenwand sowie eine obere Wand (40) gebildet ist, wobei jede Seitenwand (46 und 48) einen Schlitz (74 und 86), der an seinem anterioren Ende offen ist, oder eine Rippe (118) aufweist, und die obere Wand (40) eine anteriore Kante (68) und eine Rückhaltewand (66), die eine untere Oberfläche (134) aufweist, die von der anterioren Kante (68) der oberen Wand (40) in der von oben nach unten gerichteten Richtung (50) verläuft, aufweist; b. einem Lagerelement (36) mit einer oberen Oberfläche (104) sowie einer medialen (114) und lateralen (120) Fläche mit einer entsprechenden Rippe (118) oder einem Schlitz (74 und 86), der an seinem posterioren Ende an sowohl der medialen (114) wie auch der lateralen (120) Fläche offen ist und mit dem entsprechenden Schlitz (74 und 86) oder der Rippe (118), die von dem Tibiaelement (38) bereitgestellt ist, in Eingriff bringbar sind, wodurch es dem Lagerelement (36) ermöglicht ist, in dem Kanal in dem Tibiaelement (38) in einer anterioren-posterioren-Richtung (54) bewegt zu werden; um dieses in Eingriff zu bringen mit und eine Rastverriegelung zu bewirken mit dem Tibiaelement (38), wobei die Verriegelung zwischen dem Lagerelement (36) und dem Tibiaelement (38) gelöst werden kann, um es dem Lagerelement (36) zu ermöglichen, in einer posterior-anterioren-Richtung (136) bewegt zu werden, um sich dadurch von dem Tibiaelement (38) zu lösen, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingriff der Rippen (118) in die Schlitze (74 und 86) bewirkt, daß die obere Oberfläche (104) des Lagerelements (36) progressiv gegen die untere Oberfläche (134) der Rückhaltewand (66) gedrückt wird.
Sprunggelenkprothese (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mediale (46) und laterale (48) Seitenwand des Tibiaelements (38) einen Schlitz (74 und 86) bereitstellen, und die mediale (114) und laterale (120) Fläche des Lagerelements (36) eine Rippe (118) bereitstellen.
Sprunggelenkprothese (30) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der medialen und lateralen Schlitze (74 und 86) ein anteriores Ende und ein posteriores Ende aufweist, wobei jeder der medialen und lateralen Schlitze (74 und 86) an dem anterioren Ende breiter als an dem posterioren Ende ist.
Sprunggelenkprothese (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der medialen und lateralen Schlitze (74 und 86) eine untere Kante (78 und 90) aufweist, und die unteren Kanten (78 und 90) der medialen und lateralen Schlitze (74 und 86) nicht linear sind.
Sprunggelenkprothese (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (36) eine konkave Gelenkoberfläche (96) aufweist, wobei die Sprunggelenkprothese (30) ferner ein Sprungbeinelement (34) mit einer konvexen Gelenkoberfläche aufweist, die ausgelegt ist, in Verbindung mit der konkaven Gelenkoberfläche (96) zu treten.
Sprunggelenkprothese (30) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Querschnitt der konkaven Gelenkoberfläche (96) entlang einer medialen-lateralen-Achse im wesentlichen konstant ist.
Sprunggelenkprothese (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (36) ein Rastverriegelungselement (106) aufweist, das ausgelegt ist, eine Rastverriegelung mit der Rückhaltewand (66) des Tibiaelements (38) einzugehen, wenn die entsprechende Rippe (118) im wesentlichen vollständig in dem medialen und lateralen Schlitz (74 und 86) aufgenommen ist.
Sprunggelenkprothese (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (36) aus einem elastischen Material gebildet ist.
Sprunggelenkprothese (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (36) mindestens eine Nut (110) aufweist, die ausgelegt ist, ein Entnahmewerkzeug (112) aufzunehmen, wobei das Entnahmewerkzeug (112) ausgelegt ist, das Lagerelement (36) derart zu deformieren, daß das Rastverriegelungselement (106) von der Rückhaltewand (66) gelöst wird.
Sprunggelenkprothese (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tibiaelement (38) einen Vorsprung aufweist, der ausgelegt ist, in die Tibia implantiert zu werden.