DE69001336T2 - Zehenimplantat. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft eine prothetische Vorrichtung zum Ersatz eines menschlichen Gelenks und insbesondere ein verbessertes implantierbares Zehengelenk. Ein prothetisches Zehengelenk nach der Präambel des Patentanspruchs 1 ist aus US-A-4,642,122 bekannt.
• Es sind bereits verschiedene Prothesen zum Ersatz von Gelenken in menschlichen Körpern entwickelt worden, einschließlich Gelenken für Zehen und Finger. Viele dieser Prothesen bestehen aus elastomeren Polymeren in einem Stück mit einer Gelenkzone im Bereich des Gelenks. Beispiele fur solche Prothesen werden in den US-Patenten Nrn. 3,462,765 und 3,875,594, erteilt an Dr. A.B. Swanson, beschrieben. Eine andere Art von Prothesen nach dem Prinzip von Kugel und Hülse (ball and socket) ist beispielsweise die im US-Patent 4,304,011, erteilt an Whelan, beschriebene.
• Eine andere Art von Prothesen besteht aus zwei Teilen, von denen eines in jeden Knochen des jeweiligen Gelenks inseriert ist. Alternativ wird nur eine Seite des Gelenks durch ein Implantat mit konkaver Oberfläche ersetzt, das der konvex gerundeten Knochenstruktur des verbleibenden Knochens im Gelenk angepaßt ist (beispielsweise einem inetatarsalen Kopf - metatarsal head). Die Teile der Prothese haben vergrößerte Köpfe, die aneinander oder an den Knochen angepaßt sind, so daß eine drehbare Verbindung entsteht. Beispiele solcher Gel enke sind in den US-Patenten Nrn. 4,242,759, erteilt an White; 4,642,122, erteilt an Steffee; 4,231,121, erteilt an Lewis, und 4,685,919, erteilt an Niwa et al, beschrieben. Die Prothese nach der vorliegenden Erfindung gehört zu dieser Art von Prothesen. Bei solchen Implantaten besteht ein Problem darin, daß in manchen Fällen die Bewegung zwischen der konkaven Oberfläche des Implantats und der konvexen Oberfläche des Knochens eingeschränkt wird, beispielsweise durch weiche Gewebefibrose (soft tissue fibrosis), mit dem Ergebnis, daß Beweglichkeit verlorengeht. Die vorliegende Erfindung überwindet dieses Problem, indem sie ein einteiliges implantat zur Verfügung stellt, das zwei Gelenkoberflächen aufweist, die sicherstellen, daß immer eine Biegebewegung erreicht wird.
• Kurz zusammengefaßt betrifft die vorliegende Erfindung ein verbessertes prothetisches Zehengelenk zum Ersatz eines menschlichen Zehengelenks, bei dem mindestens ein einteiliges Element zur Implantation in den Knochen des Gelenks vorhanden ist. Das Implantat nach dieser Erfindung hat eine konkave Gelenkoberfläche, die zusammen mit einem anderen einteiligen Element mit einer angepaßten konvexen Oberfläche oder mit einer konvexen Oberfläche eines Knochens eine Gelenkverbindung bildet. Dieses einteilige Element ist mit einer biegsamen Gelenkzone am Übergang des Stammes in das vergrößerte Kopfteil versehen. Die Gelenkzone wird von einem Teil des Stammes gebildet, der sich auf beiden Seiten der dem Übergang von Stamm und Kopfteil benachbarten Zone des Stammes seitwärts nach außen erstreckt. Die seitlich verbreiterte Zone ist mit einem Längskanal versehen, der sich durch deren Mittelsektion erstreckt und eine Gelenkzone bildet. Jedes der einteiligen Elemente ist vorteilhaft aus einem biegsamen Elastomeren, physiologisch inerten Material hergestellt, z.B. aus für medizinische Verwendungen geeigneten Silikonelastomeren der Art, wie sie von Dow Corning Corporation, Midland, Michigan, vertrieben werden. Eine oder beide der Gelenkoberflächen können mit einem abriebbeständigen Überzug versehen sein, beispielsweise einer Schicht aus Titanmetall, die mit der Gelenkoberfläche fest verbunden ist.
• Andere Zwecke und Gegenstände der Erfindung werden dem Fachmann auf dem Gebiet der Prothesen nach dem Lesen der folgenden Spezifikation und dem Studium der Zeichnungen offenbar werde.
• Fig. 1 ist ein seitlicher Blick, der zwei einteilige Elemente einer Gelenkprothese nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
• Fig. 2 stellt ein Gelenkelement mit einer biegsamen Gelenkzone zwischen dem Stamm und dem Kopfteil in der Sicht von oben dar.
• Was die Zeichnungen angeht, so wird in fig. 1 ein implantierbares Gelenk oder eine Prothese 10 gezeigt, die zum Ersatz eines menschlichen Zehengelenks bestimmt ist, im allgemeinen für das Gelenk zwischen der metatarsalen und der proximalen Phalanx (metatarsal and the proximal phalanx). Die Gelenkprothese 10 besteht aus dem einteiligen Element 12. Gegebenenfalls wird ein zweites, konvexes Element 14 zum Ersatz der anderen Gelenkoberfläche des Gelenks aus Knochen vorgesehen, wenn dies nötig ist.
• Wie aus den fig. 1 und 2 ersichtlich, ist das einteilige Element 12 mit einem verlängerten Stammteil versehen, das für den Einsatz in den intermedullaren Kanal des Knochens angepaßt ist. Am entgegengesetzten Ende findet sich das vergrößerte Kopfteil 18. Das einteilige Element 12 ist mit einer biegsamen Gelenkzone 24 am Übergang des Stammes in das vergrößerte Kopfteil 18 versehen. Die Gelenkzone 24 wird von einem Teil des Stammes gebildet, die sich an beiden Seiten des Stammes 16 seitwärts nach außen erstreckt. Die seitlich vergrößerte Zone 24 ist mit einem Längskanal 26 versehen, der sich durch ihre Mittelsektion erstreckt und eine Gelenkzone bildet. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung befindet sich in der Mitte des Kanals 26 an einer Wand eine zentrale Verdikkung 42 und an der entgegengesetzten Wand eine Vertiefung, die bei der Biegung der Gelenkzone die Verdickung aufnimmt. Es wurde gefunden, daß eine solche Verdickung und Vertiefung die Dauerbiegsamkeit des Gelenks verbessert, wie im US-Patent Nr. 3,875,594 beschrieben. Das vergrößerte Kopfteil 18 ist mit einer konkaven Gelenkoberfläche 30 versehen.
• Wie zuvor bemerkt, ist die konkave Oberfläche 30 so angepaßt, daß sie mit der konvexen Oberfläche des Knochens auf der anderen Seite des Gelenks eine Gelenkverbindung bildet. Die Oberfläche des vergrößerten Kopfteils 18 und die Gelenkoberfläche 30 können gegebenenfalls mit einer abriebbeständigen Schicht 32, aus Titan oder einem anderen biologisch verträglichen Material, ausgestattet sein.
• Wenn der Zustand der konvexen Gelenkoberfläche des Knochens auf der entgegengesetzten Seite (üblicherweise die proximale Seite - proximal side) des Gelenks dessen Ersatz erfordert, kann ein passendes einteiliges, mit einem Stamm versehenes Implantat 14 vorgesehen werden. Das einteilige Element 14 ist mit einem Stamm 50 versehen, der angepaßt ist, um in den intermedullaren Kanal des Knochens auf der proximalen Seite des Gelenkes eingesetzt zu werden. Das einteilige Element 14 besitzt weiterhin ein vergrößertes Kopfteil 52 mit einer konvexen Gelenkoberfläche 54. Die Gelenkoberfläche 54 ist so geformt, daß sie zu der konkaven Oberfläche 30 paßt und mit dieser eine Gelenkverbindung bildet. Wenn die Gelenkoberfläche 30 mit dem Knochen eine Gelenkverbindung bilden soll, wird sie so geformt, daß sie so gut wie möglich der Form und der Rundung des Knochens entspricht. Das einteilige Element 14 kann entweder aus Metall, keramischem Material oder hartem Kunststoff, wie Polyethylen, gefertigt sein.
• Die Implantate nach der vorliegenden Erfindung sind vorwiegend für das erste metatarsophalangeale Gelenk bestimmt (to supplement resection arthroplasty of the first metatarsophalangeal joint). Der Stamm des einteiligen Implantats paßt in den intermedullaren Kanal der proximalen Phalanx (proximal phalanx), wobei der Kopf des Implantats die Basis der proximalen Phalanx ersetzt (replacing the base of the proximal phalanx). Auf diese Weise wird eine glatte Gelenkoberfläche für den ersten metatarsalen Kopf (metatarsal head) geschaffen, wodurch die Beweglichkeit wiederhergestellt und erhalten wird. Die Gelenkzone des Implantats nach der vorliegenden Erfindung stellt nicht nur, wie man sehen wird, eine Gelenkoberfläche anstelle des ersetzten natürlichen Gelenks des Zehenknochens zur Verfügung, sondern die Prothese nach der vorliegenden Erfindung gewährleistet auch fortgesetzte Beweglichkeit der Gelenkzone und wirkt der Notwendigkeit zusätzlicher chirurgischer Eingriffe entgegen, wenn die Beweglichkeit zwischen dem metatarsalen Kopf und der konkaven Oberfläche der Implantate beschränkt wird, weil zusammenpressendes weiches Gewebe (constrictive soft tissue) entsteht oder sich Irregularitäten am metatarsalen Kopf entwikkeln, wodurch Beweglichkeit verlorengeht.
• Das bevorzugte Material für die Herstellung der einteiligen Implantate nach dieser Erfindung ist für medizinische Anwendungen geeignetes hochleistungsfähiges Silikonelastomer. Andere biolgisch verträgliche Elastomere könnten auch verwendet werden. Da das Elastomere weicher ist als der Knochen, ist es nicht wahrscheinlich, daß Necrose oder Knochenresorption (bony resorption) entsteht. Der Fachmann wird weiterhin erkennen, daß Schutzschichten der allgemeinen Art, wie sie im US-Patent Nr. 4,198,713 offenbart sind, oder Vorrichtungen (sleeves or grommets) der Art, wie sie im US-Patent Nr. 4,158,893 beschrieben sind, in Verbindung mit den Implantaten nach dieser Erfindung verwendet werden können, um die implantate vor Abrieb oder Zerreißen durch die Oberfläche des Knochens zu schützen.
• Obwohl die besonderen bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung zur Erläuterung im Detail offenbart worden sind, wird man erkennen, daß Variationen oder Modifikationen der offenbarten Ausführungsformen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung liegen.

Claims (4)

1. Prothetisches Zehengelenk zum Ersatz eines menschlichen Zehengelenks, enthaltend mindestens ein einteiliges Element (12) zur Implantation in den Knochen des Gelenks mit einem Stamm (16) und einem vergrößerten Kopfteil (18), das mit einer konkaven Gelenkoberfläche (30) zur Gelenkverbindung mit einem anderen einteiligen Element (14) versehen ist, das seinerseits eine passende konvexe Oberfläche (54) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Element (12) am Übergang des Stammes in das vergößerte Kopfteil eine biegsame Gelenkzone (24) besitzt, die aus einem Teil des Stammes gebildet wird und sich auf beiden Seiten der dem Übergang von Stamm und Kopfteil benachbarten Zone des Stammes (16) seitwärts nach außen erstreckt, wobei die seitlich verbreiterte Zone mit einem Längskanal (26) versehen ist, der sich durch deren Mittelsektion erstreckt und eine Gelenkzone bildet, und wobei das einteilige Element (12) aus einem biegsamen, elastomeren, physiologisch inerten Material besteht.

2. Prothese nach Anspruch 1, wobei das einteilige Element (12) aus einem medizinisch verwendbaren Silikon-Elastomeren besteht.

3. Prothese nach Anspruch 1, wobei eine Wand des Längskanals (26) in der Nähe von dessen Mitte verdickt ist und die gegenüberliegende Wand zurückweicht und das verdickte Teil (40) bei einer Verbiegung der Gelenkzone aufnimmt.

4. Prothese nach Anspruch 1, wobei die Gelenkoberfläche (30) mit einer Schicht von biologisch verträglichem Metall überzogen ist.