DE68915981T2 - Moduläre Knieprothese. - Google Patents

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein modulares Knieprothesesystem, das heißt ein System von implantierbaren Prothesen, die zum Ersatz eines natürlichen Knies verwendet werden, und welche eine Reihe von intermedullaren Stielen mit unterschiedlichen Längen und unterschiedlichen Valguswinkeln aufweisen. Der Valguswinkel und die Stiellänge können durch den Chirurgen unmittelbar vor der Implantation der Vorrichtung variiert werden, was eine größere chirurgische Flexibilität bei der Implantation einer Totalknieprothese ermöglicht.
STAND DER TECHNIK
• Totalknieprothesen sind seit einiger Zeit in Gebrauch. Diese Prothesen weisen im allgemeinen eine Tibiakomponente, eine Oberschenkelkomponente und eine Patellakomponente auf. Die Oberschenkelkomponente der Prothese weist im allgemeinen voneinander beabstandete Knorrenbereiche und ein Verbindungsstück zur Verbindung der Knorrenbereiche auf. Die Tibiakomponente der Prothese ist so konstruiert, daß sie die Knorrenbereiche der Oberschenkelkomponente aufnimmt, das heißt, die Knorrenbereiche befinden sich in unmittelbarem Kontakt zur Tibiakomponente und werden durch diese gestützt. Die Oberschenkelknochen-Kontaktfläche der Tibiakomponente ist aus einem biokompatiblen Kunststoffmaterial, beispielsweise Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, hergestellt. Das Patellateil der Prothese besteht im allgemeinen aus einem Kopf aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, der mit einem Metallrücken versehen oder verstärkt sein kann, und der an der natürlichen Patella befestigt ist und auf der Metalloberfläche in einer Vertiefung in der Oberschenkelkomponente reitet. Typisch für derartige Prothesen ist die im US-Patent Nr. 4,298,992 gezeigte Prothese.
• Die Prothesen des in dem vorstehend erwähnten Patent dargestellten Typs sind im allgemeinen mit oder ohne einen intramedullaren Stiel erhältlich. Der intramedullare Stiel wird verwendet, um der Prothese seitliche Stabilität zu verleihen und wird in den intramedullaren Kanal des Oberschenkelknochens eingesetzt. Die Stiele werden unter einem Winkel zur Vertikalen eingestellt, der den Valguswinkel in der menschlichen Anatomie verdoppelt. Der Valguswinkel ist der Winkel zwischen der Mittellinie des Oberschenkelknochens und einer imaginären vertikalen Linie, die sich vom distalen Oberschenkelknochen zum Mittelpunkt des Oberschenkelknochenkopfs erstreckt. Dieser Winkel liegt im allgemeinen irgendwo zwischen 5 und 9 .
• Wenn eine Prothese für die Implantation ausgewählt wird, weiß der Chirurg den Valguswinkel nicht unbedingt genau und kann oder kann nicht wissen, ob eine Prothese mit einem intramedullaren Stiel für den bestimmten Patienten wünschenswert wäre oder nicht. Im allgemeinen besteht die Daumenregel, daß die am wenigsten aufwendige Prothese, die die wenigste Entfernung von Knochen aus dem Patienten erfordert, die zu wählende Prothese ist, die implantiert werden soll.
• Ein modulares Kniesystem mit verschiedenen Oberschenkel- und verschiedenen Tibiakomponenten ist in den US-Patenten 4,404,691 und 4,578,081 dargestellt. Die in diesen Patenten offenbarte Prothese weist Stiele oder Schafte auf, die in der Länge verlängert werden können, ermöglicht jedoch nicht eine Prothese ohne Stiel oder eine Variation im Valguswinkel des Stiels.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
• Die Prothese der vorliegenden Erfindung ermöglicht dem orthopädischen Chirurgen eine Flexibilität dadurch, daß eine einzige Oberschenkelkomponente einer Totalknieprothese geschaffen wird. Diese Oberschenkelkomponente ist für das rechte oder das linke Knie identisch und kann variiert werden, um Stiele mit unterschiedlichen Durchmessern und unterschiedlichen Längen zuzulassen, und kann mit unterschiedlichen Valguswinkeln eingestellt werden zur Verwendung im rechten oder linken Knie. Das System der vorliegenden Erfindung ermöglicht einem Chirurgen größere Flexibilität bei der Implantation von Prothesen und sorgt dafür, daß eine Anzahl von relativ kostengünstigen Komponenten verfügbar und bereit ist, während eines chirurgischen Eingriffs implantiert zu werden. Dieser Preis der Komponenten vereinfacht sowohl für den Hersteller als auch für das Krankenhaus die Lagerhaltung und reduziert daher die Kosten für derartige Eingriffe. Ein derartiges System ist in Anspruch 1 definiert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• In den Zeichnungen ist:
• Fig. 1 eine isometrische Ansicht der vollständig zusammengebauten erfindungsgemäßen Prothese;
• Fig. 2 eine Vorderansicht unter Darstellung der erfindungsgemäßen Prothese;
• Fig. 3 eine Seitenansicht, teilweise in Schnittdarstellung, der erfindungsgemäßen Prothese;
• Fig. 4 eine Explosionsdarstellung eines Teils der erfindungsgemäßen Prothese;
• Fig. 5 eine Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Prothese.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
• Wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, besteht die erfindungsgemäße Prothese aus einer Oberschenkelkomponente, die zwei Knorrenoberflächen 10 aufweist, die mittels eines Zwischenknorrenverbindungsstückes 11 verbunden sind. Die Knorrenoberflächen weisen eine Patella-Vertiefung 12 zwischen den Knorrenoberflächen auf, die es dem Patellateil der Totalknieprothese ermöglicht, in der Vertiefung 12 zu reiten, wenn das Knie gebeugt wird. Zum Zwecke der Orientierung wird die innere Oberfläche 25 der Prothese als untere Fläche und die äußere Oberfläche 26 als obere Fläche bezeichnet. Die Seite der Prothese mit der Patella-Vertiefung 12 ist die vordere Seite der Prothese und die gegenüberliegende Seite ist die hintere Seite. Der Bereich der Prothese mit den Knorrenoberflächen und dem Zwischenknorrenverbindungsstück kann im Aufbau ähnlich wie bei der Prothese sein, die im US-Patent Nr. 4,298,992 dargestellt ist. In der vorliegenden Prothese ist eine Öffnung 13, welche in den Zeichnungen als kreisförmige Öffnung dargestellt ist. Diese Öffnung könnte, falls erwünscht, eine abweichende Form aufweisen. Am hinteren Rand der Öffnung befindet sich eine schmale Öffnung oder ein Schlitz 16, dessen Zweck nachfolgend beschrieben wird. Die vorliegende Prothese weist einen Oberschenkelbolzen 17 auf, der dieselbe Querschnittsausbildung aufweist wie die Öffnung und der durch die Öffnung eingesetzt wird und sich durch einen Stielbundring 18 und in den Gewindebereich eines Stiels 19 erstreckt. Das Innere des Stiels weist ein Muttergewinde auf, das auf den Gewindebereich des Oberschenkelbolzens 17 aufgeschraubt werden kann, wenn die Vorrichtung zusammengebaut wird. Der Bolzen wird in der Öffnung in Position gehalten, da der Kopf 14 des Bolzens breiter ist als die Öffnung 13. Wenn der Stiel auf dem Bolzen angezogen wird, werden der Stielbundring 18 und der Bolzenkopf 14 gegeneinander gezogen, bis der Bolzenkopf 14 und der Stielbundring 18 sich in festem Kontakt mit der Zwischenknorrenoberfläche befinden und den Stiel unter dem geeigneten Valguswinkel halten. Der Stielbundring weist einen Umfangsschlitz 21 nahe dem Ende des Bundrings auf, der einen kreisförmigen Clip 22 aufnehmen kann, um den Stiel auf den Stielbundring zu verriegeln. Im Stiel befindet sich eine korrespondierende Vertiefung oder ein Schlitz 23. Wie in Fig. 4 dargestellt, paßt der Clip 22 teilweise in den Schlitz 21 im Stielbundring und teilweise in den Schlitz 23 im Stiel, um den Stiel auf dem Stielbundring zu verriegeln. Der Oberschenkelbolzen weist einen Kopf 14 auf, der so bemessen ist, daß er in einen Rezeß 15 auf der oberen Fläche des Zwischenknorrenverbindungsstücks eingepaßt ist.
• Der Oberschenkelbolzen 17 ist so aufgebaut, daß seine Schaftachse unter einem Winkel zum Kopf 14 des Bolzens ist, was aus Fig. 2 zu ersehen ist. Der Kopf des Bolzens ist ebenso angewinkelt, so daß die Oberfläche des Kopfs relativ bündig im Rezeß 15 im Boden des Zwischenknorrenkastens liegt. Der Stiel bildet einen Winkel, den Valguswinkel, mit dem Boden des Kastens von 5 , 7 oder 9 . Diese sind die Winkel, die im allgemeinen bei Stielprothesenkonstruktionen für den Valguswinkel verwendet werden. Der Bolzen bildet den Valguswinkel, wenn er vollständig im Boden des Zwischenknorrenkastens eingesetzt ist. Der Stielbundring weist, um fest um den Bolzen herumzupassen, einen Winkel mit der Horizontalen auf, der mit dem Valguswinkel korrespondiert.
• Bei dem modularen System der vorliegenden Erfindung sind Bolzen in einer rechten und einer linken Konfiguration und unter Winkeln von 5 , 7 und 9 vorgesehen. Für jeden Bolzen gibt es einen korrespondierenden Stielbundring. Die Stiele sind mit verschiedenen Durchmessern, üblicherweise 13 mm und 15 mm und mit verschiedenen Längen, beispielsweise 90 und 130 mm, versehen. Die Stielbundringe sind so bemessen, daß sie mit dem Durchmesser des Stiels korrespondieren. Für jedes Knie, das heißt, das rechte oder das linke, gibt es zwölf mögliche Modifikationen: Drei verschiedene Valguswinkel, denen jeweils zwei mögliche Stieldurchmesser und zwei mögliche Stiellängen zugeordnet sind.
• Es versteht sich, daß die grundlegende Gestaltung der Oberschenkelkomponente bei dem vorliegenden System entweder für das linke oder für das rechte Knie genutzt werden kann, ob ein Stiel verwendet wird oder nicht. Wenn der Stiel verwendet wird, ist es notwendig, Bolzen zu haben, die nach rechts oder links geneigt sind, je nachdem welches Knie betroffen ist. Die Bolzen würden ebenso unterschiedliche Valguswinkel aufweisen. Wenn man die Möglichkeit haben möchte, eine Prothese entweder in das rechte oder das linke Knie mit einem Valguswinkel von 5, 7 oder 9 und mit Stieldurchmessern von 13 oder 15 mm und Stiellängen von 90 oder 130 mm zu implantieren, wäre es normalerweise notwendig, zwölf verschiedene Prothesen für das rechte Knie und zwölf verschiedene Prothesen für das linke Knie zur Verfügung zu haben. Bei dem vorliegenden modularen System bräuchte man nur eine einzige Oberschenkelkomponente und hätte vorzugsweise zwölf Stieleinstellungen für das linke Knie und zwölf Stieleinstellungen für das rechte Knie zur Implantation zur Verfügung. Da die eigentliche Oberschenkelkomponente die teuerste Komponente ist, ist es nicht notwendig, eine kostenintensive Lagerhaltung dieser Komponente zu unterhalten, vielmehr können eine große Anzahl von Implantatoptionen durch das Auswechseln relativ kostengünstiger Materialien, beispielsweise die Oberschenkelbolzen, die intermedullaren Stiele und die Stielbundringe, durchgeführt werden. Wenn die Prothese der vorliegenden Erfindung von einem orthopädischen Chirurgen zur Implantation ausgewählt würde, hätte der Chirurg die passende Größe der Oberschenkelkomponente und eine Reihe von Oberschenkelbolzen, Stielen und Stielbundringen zur Verfügung. Wenn sich während der Operation herausstellen sollte, daß ein Stiel für den bestimmten Patient nicht notwendig ist, müßte der Stiel, der Oberschenkelbolzen, der Stielbundring nicht verwendet werden. Wenn entschieden würde, daß ein Stiel verwendet wird, könnte der Oberschenkelbolzen für einen korrekten Valguswinkel und die hinsichtlich des Durchmessers und der Länge geeignete Stielanordnung ausgewählt werden. Der Oberschenkelbolzen würde anschließend in den Boden der Oberschenkelkomponente eingesetzt und die Stielanordnung würde mit der Verdrehsicherungsnase des Stielbundrings in den Schlitz 16 eingesetzt. Die Verdrehsicherungsnase 20, die im Schlitz 16 eingesetzt ist, würde die Drehung des Stielbundrings verhindern, wenn der Stiel auf dem Oberschenkelbolzen angezogen wird. Nachdem der Stiel auf dem Bolzen angezogen worden wäre, wäre die Prothese bereit, implantiert zu werden.
• Die Stiele und Stielbundringe können, falls erwünscht, in einer Fabrik vormontiert werden. Jede Stielanordnung könnte einen Stiel und einen Stielbundring vom selben Durchmesser wie der Stiel aufweisen, die mit einem kreisförmigen Clip verbunden sind. Die Vormontage des Stiels und des Stielbundrings ist für den Chirurgen eine Erleichterung. Während des chirurgischen Eingriffs könnte der Chirurg, wenn er entscheiden sollte, daß ein Stiel wünschenswert ist, den geeigneten Bolzen und die Stielanordnung auswählen, den Bolzen durch die Öffnung 16 einsetzen und die Stielanordnung am Bolzen befestigen, wobei er sicherstellt, daß die Nase 20 im Schlitz 21 positioniert ist.

Claims (8)

1. Modulares Kniesystem mit einer Oberschenkelkomponente, einer Tibiakomponente und einer Patellakomponente, bei dem die Oberschenkelkomponente zumindest einen Stielbundring (18), mindestens zwei unterschiedliche Oberschenkelbolzen (17), wobei jeder Bolzen (17) derart gestaltet ist, daß er mit einem Zwischenknorrenverbindungsstück (11) zwischen Knorrenbereichen (10) der Oberschenkelkomponente verbunden und darin eingesetzt werden kann sowie den Stielbundring (18) oder einen (18) der Stielbundringe daherum in Kontakt mit dem Zwischenknorrenverbindungsstück (11) aufnehmen kann, und eine Reihe von zumindest zwei Stielen (19) mit unterschiedlichen Längen aufweist, wobei jeder Stiel (19) derart gestaltet ist, daß er an einem Oberschenkelbolzen (17) zur Bildung einer vervollständigten Oberschenkelkomponente befestigt werden kann, wobei die Ebene, die längs der unteren Oberfläche des Stielbundrings oder des jeweiligen der Stielbundringe verläuft einen Winkel mit der Ebene bildet, die längs der oberen Oberfläche des Stielbundrings verläuft, und jeder Oberschenkelbolzen so aufgebaut ist, daß seine Schaftachse winkelig zu seinem Kopf, dem Stielbundring (18) und dem Oberschenkelbolzen (17) ist, wodurch er im Zwischenknorrenverbindungsstück (11) unter einem Winkel fixierbar ist, der dem gewünschten Valguswinkel in der implantierten Prothese entspricht, und der von zumindest zwei der Oberschenkelbolzen (17) verschieden ist.

2. Modulares System nach Anspruch 1, bei dem zumindest einer der Bolzen (17) angewinkelt ist, um in ein linkes Knie implantiert zu werden, und bei dem zumindest einer der Bolzen (17) angewinkelt ist, um in ein rechtes Knie implantiert zu werden.

3. Modulares System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Reihe von Stielen (19) zumindest vier Stiele aufweist mit zumindest zwei verschiedenen Durchmessern.

4. Modulares System nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3 mit zumindest drei Oberschenkelbolzen (17), wobei jeder der Bolzen (17), wenn er vollständig in dem Zwischenknorrenverbindungsstück (11) eingesetzt ist, sich unter einem Winkel erstreckt, der von dem Winkel abweicht, unter dem sich die anderen Bolzen (17) erstrecken, wenn sie vollständig im Zwischenknorrenverbindungsstück (11) eingesetzt sind.

5. Modulares Kniesystem nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jeder Stiel (19) ein Verbindungsstück (22) zur Verbindung des Stielbundrings (18) mit dem Stiel (19) aufweist.

6. Modulares Kniesystem nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stiele (19) derart gestaltet sind, daß sie auf die Bolzen (17) aufgeschraubt werden können, um die Stiele in Position (19) befestigen zu können.

7. Modulares Kniesystem nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Oberschenkelbolzen (17) sich von der oberen Fläche der Oberschenkelkomponente durch eine Öffnung (13) erstreckt, wobei die Öffnung (13) eine Schlitzöffnung (16) an ihrem hinteren Rand aufweist, und die untere Oberfläche des Stielbundrings (18) eine Nase (20) aufweist, die in die Schlitzöffnung (16) hineinpaßt, um eine Drehung des Stielbundrings (18) zu verhindern.

8. Oberschenkelkomponente eines Kniesystems nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche.