DE69128961T2

DE69128961T2 - Verbesserte knieprothese mit beweglichem lager

Info

Publication number: DE69128961T2
Application number: DE69128961T
Authority: DE
Inventors: Louis F. Chicago Il 60637 Draganich; Lawrence Chicago Il 60615 Pottenger
Original assignee: Arch Development Corp
Current assignee: Arch Development Corp
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1998-10-08
Anticipated expiration: 2011-11-15
Also published as: EP0510178A4; EP0510178A1; ES2112897T3; DE69128961D1; EP0510178B1; AU9089891A; ATE163354T1; US5387240A; CA2078228A1; WO1992008424A1; CA2078228C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. ANWENDUNGSGEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft Gelenkprothesen im allgemeinen und insbesondere einen verbesserten, nicht-beschränkten prothetischen Knieersatz für ein dysfunktionales Knie.

2. BEKANNTER TECHNISCHER STAND

Es wird zunächst auf Knie-Endoprothesen nach dem bekannten technischen Stand Bezug genommen, dabei gibt es grundsätzlich zwei Typen von prothetischen Ersatzknieen, die allgemein als beschränktes und nichtbeschränktes Knie bekannt sind. Ein Beispiel für ein Knie mit nichtbeschränktem oder frei beweglichen Meniskal-Lager wird von Buechel u. a. in Patent Nr. 4340978 offengelegt. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung von Buechel wird von der Depuy, Inc. aus Wausau, Indiana, hergestellt und auf den Markt gebracht. Die Lagerelemente dieser Typen von Knie werden vorzugsweise aus Polyethylen hoher Dichte hergestellt, wie es beispielsweise offengelegt wird in Patent Nr. 4587163 von Zachariades, das von der Polteco Inc. aus Alameda, Kalifornien, entwickelt worden ist, was durch dessen überlegene Eigenschaften der Verschleißbeständigkeit begründet ist. Bei beiden Klassen von Knieprothesen nach dem bekannten technischen Stand traten Probleme auf, die oft zum Versagen führten, wodurch eine zusätzliche Operation und Reparatur oder Wiederherstellung erforderlich wurden.
Als nächstes wird auf Tibial-Femoral-Knieprothesen nach dem bekannten technischen Stand Bezug genommen, Prothesen, die neben der Flexion- Extensionsbewegung die Axialrotation und die A-P-Bewegung (in der Richtung von vorn nach hinten) erlauben, haben einen inkongruenten Kontakt (in der Regel einen theoretischen Punktkontakt) zwischen den Femoral- und Tibial- Lagerflächen, und es wurde festgestellt, daß sie übermäßige Kontaktbeanspruchungen hervorrufen, die zur Verformung und/oder zum frühzeitigen Verschleiß und zu einer unerwünscht kurzen Lebensdauer der Prothese führen. Außerdem wurde nachgewiesen, daß Verschleißprodukte zu unerwünschten Gewebereaktionen führen, die zu einer Lockerung der Komponenten der Prothese beitragen können.
Die Knieprothesen nach dem bekannten technischen Stand, die einen kongruenten oder Flächen-Lagerkontakt bieten, sind nicht in der Lage, die erforderliche Axialrotation oder, wenn Kreuzbänder vorhanden sind, die notwendige Bewegung in der Richtung von vorn nach hinten (A-P-Bewegung) zu gewährleisten. Es wurde klinisch und experimentell festgestellt, daß diese fehlende Axialrotation und Bewegung in der Richtung von vorn nach hinten zur Verformung und Lockerung der Tibial-Komponenten führen, und es ist inzwischen offensichtlich, daß derartige Prothesen außer Gebrauch kommen.
Die bisher vorhandenen beschränkten Kniee haben im Ergebnis der Gelenkbeschränkung oft zu einem frühzeitigen Versagen geführt. Der Grad der Rotation war entweder auf nur eine Ebene oder auf einen sehr kleinen Bogen begrenzt, was zur Lockerung und zum Versagen der Verbindungspunkte zwischen der Prothese und der Tibia oder dem Femur führte. Außerdem war, wie in US- PS Nr. 4219893 gezeigt wird, die Flexibilität in der Form der Patello- Femoral-Anschlußflächen auf Grund der Notwendigkeit, einen kongruenten Patello-Femoral-Kontakt über dem Bewegungsbereich des Knies aufrechtzuerhalten, sehr gering. Im Ergebnis dessen waren Probleme beim Gleichlauf von Patella und Femur allgemein üblich.
Es war notwendig, einen großen Umfang zu verwenden, wenn die Anwendung erfolgte, um durch Allotransplantate die Oberfläche neu zu gestalten, was zu Problemen durch Nekrose von Weichgewebe und/oder Problemen beim Gleichlauf von Patella und Femur, wie sie oben beschrieben worden sind, führte. Außerdem handelte es sich bei den meisten Implantaten um Maßanfertigungen, da sie speziell angefertigt werden mußten, um der jeweiligen Größe eines Patienten angepaßt werden zu können, und das machte folglich eine sehr hohe Fertigungszeit und unnötige Verzögerungen erforderlich.
Ein weiteres signifikantes Problem bei beschränkten Knieen nach dem bekannten technischen Stand resultiert aus der Tatsache, daß der Bewegungsbereich die normale A-P-Bewegung des unteren Endes des Femurs im Verhältnis zum hinteren Ende der Tibia verhindert. Diese "gleitende" Bewegung ist notwendig, um den vollen Bewegungsbereich zu erhalten, der von einer Prothese gewünscht wird.
Die gegenwärtigen Prothesen des Typs unter Erhaltung der verschiebbaren Kreuzbänder, wie beispielsweise das Geomedic-Ersatzknie, das in US-PS Nr. 3728742 von Averill u. a. offengelegt wird, bei denen Flächenkontakt erzeugt wird, weisen nur eine Rotationsachse für die Flexion-Extensionsbewegung im Verhältnis zum Femur auf. Die normale Flexion-Extension ist jedoch durch eine polyzentrische Flexion- Extensionsbewegung gekennzeichnet, bei der die Rotation im Verhältnis zum Femur um viele Achsen erfolgt.
Diese polyzentrische Bewegung, die aus der Wirkung der Kreuzbänder und der Form des Gelenkknorrens resultiert, erlaubt eine wirksamere Nutzung der Muskelkräfte dadurch, daß eine Verschiebung der Achse nach hinten ermöglicht wird, wenn die effektive Quadrizeps-Wirkung wichtig ist, und eine Verschiebung nach vorn, wenn die Wirkung der Kniesehne von Bedeutung ist. Außerdem sind es beim menschlichen Knie diese Wirkung und die A-P- Verschiebung sowie die Form der hinteren Gelenkknorren, die diese Bewegung so beeinflussen, daß die volle Biegefähigkeit für das Knie ermöglicht wird. Wenn es nicht gelingt, eine angemessene Geometrie des Knies zu schaffen, wird diese natürliche Bewegung verhindert, wenn Kreuzbänder vorhanden sind, und folglich besteht die Tendenz, die Wirksamkeit der Muskeln zu beschränken und die Flexion zu unterbinden. Diese Beschränkungen tendieren dazu, sowohl die auf die Prothese wirkende Belastung zu erhöhen (wodurch sich der Verschleiß oder die Wahrscheinlichkeit einer Verformung oder eines Bruchs erhöhen), als auch die Belastung zwischen der Prothese und dem Knochen (was die Möglichkeit der Lockerung der Komponenten erhöht).
Es wurde festgestellt, daß sich die Lockerungsprobleme aus der direkten Anbringung der Plastkomponenten der Prothese am Knochen unter Verwendung eines relativ spröden Zements, der in der Spannung schwach ist, ergeben. Insbesondere wurde nachgewiesen, daß selbst verhältnismäßig dicke Plastkomponenten bei einer Belastung auf normale Weise unerwünschte Zugspannungen in dem Acrylzement hervorrufen, der normalerweise verwendet wird, um solche Plastkomponenten am Knochen zu befestigen. Eine solche Belastung tendiert dazu, eine Biegung der Plastkomponente zu erzeugen, die dazu führt, daß sich die Plastkomponente vom Knochen abhebt, wodurch der Knochen-Zement-Ansatz Spannung ausgesetzt wird. Wie allgemein bekannt ist, hat Zement sehr schlechte Dauerzugeigenschaften. Auch der Knochen, an dem die Prothese aus Plast angebracht worden ist, scheint durch die Zuglasten nachteilig beeinflußt zu werden. Folglich tragen diese kombinierten Wirkungen wesentlich zu den Problemen mit der Lockerung der Prothese bei, und insbesondere wurde festgestellt, daß es in den Fällen, in denen an einer Knieprothese ein klinisches Versagen auf Grund von Lockerung auftrat, es fast immer die Plastkomponente der Prothese ist, die sich lockert.
Ein anderes Problem mit Prothesen nach dem bekannten technischen Stand besteht bei Knie-Endoprothesen zur Implantation in den Fällen, in denen die Kreuzbänder funktionell fehlen, in denen aber die Ligamenta collaterales (Seitenbänder) funktionsfähig sind oder zumindest wiederhergestellt werden können. Beim Fehlen der Kreuzbänder muß der prothetische Ersatz die Stabilität des Kniegelenks in der Richtung von vorn nach hinten gewährleisten, um so an die Stelle der Stabilität zu treten, die andernfalls durch die Kreuzbänder erreicht wird. Bis in die jüngste Zeit wurden die meisten dieser Fälle mit einer Knieprothese des beschränkten Typs behandelt, bei der die oben beschriebenen Probleme der Lockerung auftreten können, die durch die oben beschriebenen Beanspruchungen verursacht werden. Außerdem stellt die Nekrose des Knochens, die durch geänderte mechanische Knochenbelastungen verursacht wird, ein Problem dar, das bei den beschränkten Knieprothesen des bekannten technischen Standes auftritt.
Wenn die Kreuzbänder vorhanden sind, würden es die meisten Chirurgen vorziehen, diese zu erhalten, da sie wichtige innere Stabilisatoren sind und zusammen mit der Geometrie der Gelenkknorren von Femur und Tibia die Rotationsachse und die A-P-Bewegung des Knies steuern. Außerdem gewährleisten diese Bänder die Stabilität in der Richtung von vorn nach hinten. Es ist also wünschenswert, die Kreuzbänder zu erhalten, auch wenn durch eine entsprechend konstruierte Prothese des Typs mit voller Plattform eine angemessene Stabilität erreicht werden kann.
Außerdem ruft die Wirkung der Kreuzbänder eine Verschiebung in der Rotationsachse des Knies hervor, die zu einer wirksameren Nutzung der Muskeln führt. Folglich gewährleistet die Erhaltung dieser Strukturen eine bessere physiologische Funktion nach dem Ersatz des Knies.
Es ist jedoch nicht klar, ob die physiologischen Vorteile, die durch die Erhaltung der Kreuzbänder erreicht werden, die Nachteile solcher Kompromisse in der Konstruktion überwiegen, wie beispielsweise eine größere Inkongruenz der Lagerflächen und eine verminderte Tibial-Prothese- Auflagefläche, die notwendig sind, um diese Bänder zu erhalten. Folglich ist es nicht eindeutig klar, ob die Erhaltung der Kreuzbänder im Fall eines nicht-beschränkten Ersatzknies wünschenswert ist.
Ein Konzept eines nicht-beschränkten Knies aus der jüngsten Zeit, das New Jersey-Knie, scheint eine teilweise Lösung für das Problems der übermäßigen Beschränkung zu bieten, während es gleichzeitig versucht, durch die Verwendung von frei beweglichen Meniskal-Elementen die Kongruenz zu erhalten. Leider weist dieses Knie verschiedene Konstruktionsprobleme auf, die seine Brauchbarkeit einzuschränken scheinen.
Die vorliegende Erfindung, das Pottenger-Draganich-Knie, nutzt neuartige Konzeptionen, die in einer verbesserten Konstruktion miteinander kombiniert sind, um einige der erwarteten Schwierigkeiten von Konstruktionen nach dem bekannten technischen Stand zu vermeiden.
Die europäische Patentbeschreibung EP 0346183 beschreibt eine implantierbare Prothese, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist auf eine verbesserte Prothese für den Ersatz eines vollständigen oder eines Teil eines dysfunktionalen menschlichen Kniegelenks gerichtet.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte halbbeschränkte Knieprothese mit einer neuartigen polyzentrischen Femoral- Komponente zu schaffen, die in unterschiedlichen Sagittalschnitten unterschiedliche Krümmungsradien hat.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Knieprothese zu schaffen, welche die Rotation um eine oder mehrere Achsen bei Vorhandensein von Kongruenz der Lagerflächen erleichtert.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Knieprothese zu schaffen, welche die Möglichkeit des Kippens und/oder der Verlagerung des Lagereinsatzes oder der Lagereinsätze beim Fehlen der vorderen und hinteren Kreuzbänder wesentlich verringert.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Knieprothese zu schaffen, welche die volle Flexion des wiederhergestellten Knies erlaubt, ohne daß Schubkräfte angewandt werden.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Knieprothese zu schaffen, bei welcher der Tibio-Femoral-Flächenkontakt die Bewegung der Femoral-Komponenten steuert und damit die Wirksamkeit des Quadrizeps erhöht.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Knieprothese zu schaffen, bei der das A-P-Gleiten des Lagerelementes bei der Flexion des Knies die normale anatomische Verschiebung in der Mitte der Kontaktfläche zwischen dem Femoral- und dem Tibial-Gelenkknorren erlaubt.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Knieprothese mit verbesserter medial-lateraler Stabilität zu schaffen, die im wesentlichen nicht durch die Axialrotation oder die Verschiebung des Lagerelements in der Richtung von vorn nach hinten (A-P-Verschiebung) beeinträchtigt wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Knieprothese zu schaffen, die Beschränkungen an den normalen Bewegungsgrenzen einschließt, um fehlende Kreuzbänder zu kompensieren und eine Verlagerung zu verhindern.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine halbbeschränkte Knieprothese zu schaffen, bei der die Femoral-Komponente in extremer Nähe zur Tibia gelenkig befestigt werden kann, um Patella-baya- Probleme zu vermeiden.
Nach der vorliegenden Erfindung wird ein implantierbarer prothetischer Apparat zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem Paar von menschlichen oder tierischen Knochen geschaffen, welche folgende Komponenten umfaßt:
ein erstes Befestigungsmittel (12), das für die Befestigung an einem der Knochen geeignet ist;
eine erste Lagerfläche auf dem ersten Befestigungsmittel, wobei die erste Lagerfläche wenigstens zwei konvex gekrümmte Lagerabschnitte (L, S) mit unterschiedlichen Radien (R&sub1;, R&sub2;) einschließt, die in unterschiedlichen Sagittalebenen liegen;
ein zweites Befestigungsmittel (14), das für die Befestigung an dem anderen Knochen geeignet ist;
eine zweite Lagerfläche (22) auf dem zweiten Befestigungsmittel, wobei die zweite Lagerfläche in einer Ebene liegt, die allgemein senkrecht zu einer Längsachse des zweiten Befestigungsmittels verläuft; und
ein Lagerelement (16) zwischen der ersten Lagerfläche und der zweiten Lagerfläche und mit einer komplementären gekrümmten Oberfläche auf einer Seite zum Eingreifen in die erste Lagerfläche und mit einer gegenüberliegenden Oberfläche zum Ineinandergreifen mit der zweiten Lagerfläche in einem drehbaren kongruenten Lagerverhältnis;
dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegende Fläche über einer medial-lateral beschränkten, im voraus definierten Bahn des gleitenden Eingriffs in der Richtung von vorn nach hinten auch in die zweite Lagerfläche eingreift, wobei die Bahn von dem drehbaren Eingriff mit der zweiten Lagerfläche unabhängig ist, aber um deren Rotationsachse drehbar ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird voll verständlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der nicht-beschränkten Knieprothese der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 2 ein auseinandergezogener Perspektivschnitt der Tibial- Komponente und des Lagerelements der Knieprothese der vorliegenden Erfindung ist;
Fig. 3 ein senkrechter Schnitt ist, der allgemein auf der Linie 3-3 von Fig. 1 geführt wird;
Fig. 4 ein senkrechter Schnitt ist, der allgemein auf der Linie 4-4 von Fig. 1 geführt wird;
Fig. 5 ein senkrechter Schnitt ist, der allgemein auf der Linie 5-5 von Fig. 1 geführt wird;
Fig. 6 ein Grundriß des Lagerelements ist, das nach der vorliegenden Erfindung ausgeführt worden ist;
Fig. 7 ein Frontaufriß des Lagerelements von Fig. 6 ist;
Fig. 8 eine Unteransicht des Lagerelements von Fig. 6 ist;
Fig. 9 ein rückwärtiger Aufriß des Lagerelements von Fig. 6 ist;
Fig. 10 ein Seitenriß des Lagerelements von Fig. 6 ist;
Fig. 11 ein senkrechter Schnitt ist, der allgemein auf der Linie 11-11 von Fig. 6 geführt wird;
Fig. 12 ein senkrechter Schnitt ist, der allgemein auf der Linie 12-12 von Fig. 6 geführt wird;
Fig. 13 ein senkrechter Schnitt ist, der allgemein auf der Linie 13-13 von Fig. 6 geführt wird;
Fig. 14 eine schematische Darstellung des montierten Lagerelements und Tibia-Abschnitts ist, die das Lagerelement in seiner vordersten Position zeigt;
Fig. 15 eine schematische Darstellung ähnlich der in Fig. 14 ist, die das Lagerelement in seiner hintersten Position zeigt;
Fig. 16 ein Grundriß der Femoral-Komponente im verkleinerten Maßstab ist;
Fig. 17 ein senkrechter Schnitt ist, der allgemein auf der Linie 17-17 von Fig. 16 geführt wird;
Fig. 18 ein Frontaufriß der Prothesen-Einheit ist, die bei einem Patienten implantiert worden ist;
Fig. 19 ein rückwärtiger Aufriß der Prothesen-Einheit ist, die bei einem Patienten implantiert worden ist;
Fig. 20 ein Seitenriß der Prothesen-Einheit in einer allgemein geraden, gedehnten Position ist; und
Fig. 21 eine schematische Darstellung der Prothesen-Einheit ist, bei der das Knie in der Flexion gezeigt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Die Knieprothese mit frei beweglichem Lager, die in Fig. 1 allgemein mit 10 bezeichnet wird, bietet im Gegensatz zum Linienkontakt oder zum Punktkontakt über dem gesamten Flexion-Extensionsbereich der Prothese einen Flächenkontakt. Durch diese Konstruktion tritt automatisch ein gewisser Grad an Zurückschwenken auf, wenn das Knie gebeugt wird, und ein zusätzliches Zurückschwenken kann durch die Bewegung des gleitenden Lagers bewußt herbeigeführt werden. Der Flächenkontakt über dem vollen Bewegungsbereich wird durch die Verwendung von vielen bogenförmigen Sektionen längs der Führungsbahn der Gelenkknorren beim Lagereinsatz erreicht. Aber im Gegensatz zu den Knieprothesen nach dem bekannten technischen Stand liegen die unterschiedlichen Radien und bogenförmigen Abschnitte der Gelenkknorren in unterschiedlichen Sagittal- oder Medial- Lateral-Ebenen. Folglich tritt der Tibial-Femoral-Flächenkontakt über dem gesamten Flexion-Extensionsbereich des Knies in unterschiedlichen Längsebenen auf. Nur am Punkt des Übergangs zwischen den entsprechenden bogenförmigen Abschnitten tritt der Flächenkontakt gleichzeitig auf.
Die wünschenswerte Knieprothese 10 erfüllt zumindest fünf Merkmale. Erstens, das Knie sollte die normale polyzentrische Bewegung des normalen Kniegelenks haben. Zweitens, die nicht-beschränkte Bewegung in der Richtung von vorn nach hinten und die Rotation wären innerhalb des normalen Bewegungsbereichs des Knies zulässig. Drittens, die beschränkte A-P- Bewegung und die Rotation würden an den Grenzen der normalen Bewegung auftreten. Viertens, das normale Zurückschwenken des Femurs im Verhältnis zur Tibia sollte während der Flexion des Knies erfolgen. Fünftens, der Tibial-Femoral-Kontaktdruck sollte auf ein Minimum reduziert werden, um den Verschleiß am Lagereinsatz 16 aus Polyethylen zu verringern. Die vorliegende Erfindung 10 erfüllt diese fünf Merkmale, wie das im folgenden beschrieben wird.

HAUPTKOMPONENTEN

Unter Bezugnahme auf vor allem Fig. 1 wird nun gezeigt, daß das nicht-beschränkte Knie, das allgemein mit 10 bezeichnet wird und in einer perspektivischen Ansicht dargestellt ist, eine Femoral-Komponente 12, eine Tibial-Komponente 14 und ein Lagerelement 16 einschließt. Die Femoral- Komponente 12 schließt wenigstens einen hochstehenden Stift 18 oder ein anderes Mittel zur Verbindung mit dem Femur und ein Paar von Gelenkknorren 20 auf der unteren Fläche zum Ineinandergreifen mit dem Lagerabschnitt 16 ein. Das Lagerelement 16 wird vorzugsweise aus einem zähen, verschleißbeständigen, elastischen Material wie Polyethylen von hoher Dichte hergestellt. Die übrigen Elemente der Knieprothese sind aus Metall und werden vorzugsweise aus einem Kobalt-Chrom-Legierungsmaterial hergestellt, das für den Einsatz in prothetischen Apparaten zugelassen ist.

DIE TIBIAL-KOMPONENTE

Die Tibial-Komponente schließt eine allgemein ebene, steife Plattform 22 und einen an diese gebundenen Stiftabschnitt 24 zur Befestigung des Tibial-Abschnitts an der Tibia ein. Die obere Fläche der Femoral-Komponente und der implantierbare Stiftabschnitt 24 und die untere Fläche der Plattform 22 der Tibial-Komponente schließen eine Fläche ein, die sich für einen extramedullaren porösen Einwuchs eignet, um den prothetischen Apparat innerhalb der Tibia bzw. des Femurs des Wirts- oder Allotransplantat- Knochens des Patienten zu sichern. Dagegen sind die Gelenkknorren 20 der Femoral-Komponente stark poliert, um die Reibung zu senken.
Wie unter Bezugnahme auf den unteren Abschnitt von Fig. 2 ersichtlich wird, schließt die Tibial-Komponente die Plattform 22 und den an diese gebundenen Stift 24 ein. Die Plattform ist mit einem Paar von seitlich im Abstand zueinander angeordneten, im allgemeinen dreieckigen, hochstehenden Vorsprüngen 26 und einer in der Mitte befindlichen Öffnung 28 versehen, um die A-P-Bewegung des Lagers 16, die unten beschrieben wird, zu begrenzen.
Im einzelnen schließt das Lager 16, wie aus Fig. 2, 5 und 6 ersichtlich ist, eine in der Mitte befindliche, allgemein rechteckige Öffnung 32 ein, die dazu genutzt wird, das Lager gleitend mit dem Oberteil der Tibial-Komponente 22 zu verbinden. Das Lager 16 hat eine allgemein ebene untere Fläche 34, wie das in Fig. 8 gezeigt wird, die gleitfähig mit der oberen Fläche oder Plattform 22 ineinandergreift. Die Öffnung 32 schließt an ihrem unteren Ende einen Grat oder eine Lippe 36 von ähnlicher Konfiguration ein. Sowohl die Öffnung 32 als auch die senkrechte Wand des Lagers haben glatte oder abgerundete Ecken, um die Beanspruchung zu senken. Das Lager 16 wird durch ein Haltemittel, das allgemein mit 40 bezeichnet wird und das einen Ansatzbolzen 42, einen Käfig 44 und einen Abstandshalter 46 einschließt, gehalten. Der Abstandshalter 46 und der Käfig 44 werden vorzugsweise aus Polypropylen von hoher Dichte, ähnlich dem für den Lagereinsatz 16 verwendeten, hergestellt, und der Ansatzbolzen 42 würde aus rostfreiem Stahl oder einer Kobalt-Chrom-Legierung, die für die Verwendung bei dieser Anwendung zugelassen ist, hergestellt.
Der Ansatzbolzen 42 schließt einen unteren Gewindeabschnitt 48 ein, der in eine Vielzahl von Gewindegängen 50 am untersten Ende der Öffnung 28 innerhalb des Stifts 24 der Tibial-Komponente eingreift. Der Ansatz bestimmt die Tiefe, um zu verhindern, daß der Kopf 52 des Ansatzbolzens die Bewegung des Lagereinsatzes 16 beeinträchtigt. Der Abstandshalter 46 schließt an seinem untersten Ende einen Ring 54 mit vergrößertem Durchmesser ein, der um die Öffnung 28 in die Plattform 22 der Tibial- Komponente 14 eingreift und sich koaxial mit dem Ansatzbolzen 42 nach oben erstreckt.
Der Käfig oder das Halteelement 44 hat eine allgemein quadratische Form und schließt einen unteren quadratischen Abschnitt 56 ein, der innerhalb des Grats 36 am unteren Ende der Öffnung 32 in dem Lager eine Spielpassung bildet, wie das in Fig. 5 gezeigt wird. Das obere Ende des Käfigs schließt einen aufgeweiteten Flansch 58 ein, der in den oberen Teil der Stufe oder Lippe 36 eingreift. Der Käfig 44 ist so dimensioniert, daß der Abstand zwischen der Unterseite des Kopfes 52 des Ansatzbolzens und dem oberen Teil der Lippe 36 eine Spielpassung von geringer Toleranz mit dem Flansch 58 des Käfigs bildet, um die gleitende Bewegung des Lagers 16 auf der Plattform 22 zu ermöglichen, ohne daß sich diese von der Plattform 22 löst. Auf diese Weise kann das Lager frei in einer Bahn in der Richtung von vorn nach hinten oder A-P-Bahn gleiten. Der Käfig 44 stoppt die Bewegung in der A-P-Richtung, wenn die vordere und hintere Fläche in die vordere oder innere Fläche der Lippe 36 eingreifen.
Das Haltemittel 40 erlaubt nicht nur die A-P-Bewegung des Lagers 16, sondern es erlaubt auch die Schwenkbewegung allgemein um die Mittellinie des Ansatzbolzens 42. So können der Lagereinsatz 16 und der Käfig, in Abhängigkeit von der Verschiebung des Lagereinsatzes 16 nach vorn oder nach hinten im Verhältnis zum Käfig 44, um die Mittellinie des Ansatzbolzens 42 drehen, um Bewegungsfreiheit zu bieten. Um jedoch eine zu starke Schwenkbewegung des Lagers 16 zu verhindern, besonders wenn sich dieses in seiner vordersten Position befindet, stellen die dreieckigen Vorsprünge 26 ein Anschlagmittel dar.
Das Anschlagmittel schließt die hochstehenden Vorsprünge 26 und ein Paar von symmetrischen Ausschnitten 60 auf der unteren Fläche des Lagereinsatzes 16 ein. Im einzelnen schließt jeder Ausschnitt eine allgemein ebene Rückwand 62 und eine allgemein gekrümmte Innenwand 64 zum Ineinandergreifen mit den hochstehenden Vorsprüngen 26 ein. Wie in Fig. 4 gezeigt wird, erlaubt es die Höhe der Rückwand 62 den Ausschnitten 60, den oberen Teil der Anschläge 26 freizumachen. Wie in Fig. 14 gezeigt wird, greifen die bogenförmigen Wände 64 des Lagers 16 in ihrer vordersten Position in die innere, allgemein rechtwinklige Ecke der dreieckigen Vorsprünge 26 ein, um faktisch den größten Teil der Schwenkbewegung oder Drehbewegung des Lagereinsatzes 16 auszuschließen. Wenn das Lager 16 in seine hinterste Position bewegt wird, wie das in Fig. 15 gezeigt wird, kann das Lager frei in beiden Richtungen drehen, wie das durch die Pfeile A und B gezeigt wird, und wird durch die längeren hochstehenden Wände der Vorsprünge 26 begrenzt, die in die ebenen Wände 62 innerhalb des Ausschnitts 60 eingreifen.
Man kann also feststellen, daß der Lagereinsatz 16 zwar beschränkt ist, sich aber in der A-P-Richtung aus der Extremposition, die in Fig. 14 gezeigt wird, in die in Fig. 15 gezeigte bewegen kann, während er gleichzeitig innerhalb der Grenzen, die dort durch die Anschlagmittel gebildet werden, wo die Wände 62 und 64 der Ausschnitte 60 in die dreieckigen Vorsprünge 26 eingreifen, frei um eine Achse drehen kann, die durch den Ansatzbolzen 24 definiert ist. Diese Beschränkungen ermöglichen zum einem die Bewegung des Lagers 16, während sie gleichzeitig die Bewegung der Femoral-Komponente steuern, wie das nachstehend beschrieben wird, und rufen so ein gewisses Zurückschwenken hervor und ermöglichen die weitere Rückwärts-Bewegung des Lagereinsatzes.
Diese Beschränkungen an den Grenzen der normalen Bewegung kompensieren fehlende Kreuzbänder und verhindern eine Verlagerung der Komponenten, d. h., des Lagereinsatzes, wie sie verbreitet bei Knieprothesen mit frei beweglichem Lager nach dem bekannten technischen Stand aufgetreten ist. Unter den meisten Umständen werden durch das normale Weichgewebe die hauptsächlichen Haltekräfte gebildet, welche die Bewegung der Komponenten begrenzen, und die Grenzen, die in die Prothese 10 einbezogen sind, würden, falls erforderlich, als sekundäre Beschränkungen funktionieren.
Wenn sich der Tibio-Femoral-Kontakt von einem bogenförmigen Segment zum nächsten bewegt, tritt automatisch ein gewisses Zurückschwenken (beim vorliegenden Ausführungsbeispiel etwa 5 mm) auf (d. h., tritt zwangsweise auf). Der übrige Teil des normalen Umfangs des Zurückschwenkens kann mit der Bewegung des Lagereinsatzes auftreten (muß aber nicht zwangsweise auftreten). Der Umfang des zusätzlichen Zurückschwenkens, der auftreten darf, wird durch die Wechselwirkung des hinteren Kreuzbandes und der Gelenkknorren-Oberflächen bestimmt. Das Zurückschwenken des Femurs im Verhältnis zur Tibia während der Flexion des Knies ist ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Prothese, da es bewirkt, daß sich die Patella- Sehne im Verhältnis zum Femur nach vorn bewegt, was die Wirksamkeit des Quadrizeps-Muskels wesentlich erhöht, besonders beim Aufstehen von einem Stuhl. Es wurde festgestellt, daß viele Patienten, bei denen ein vollständiger Ersatz des Knies erfolgt ist, nicht ohne Zuhilfenahme der Arme aus einer sitzenden Position aufstehen können. Außerdem wurde häufig festgestellt, daß nicht-beschränkte Kniee nach dem bekannten technischen Stand während der Flexion "nach vorn rollen", statt nach hinten. Bei der Konstruktion der vorliegenden Erfindung verhindert das Ansatzbolzen- Haltemittel 40 das Rollen nach vorn, und der Lagereinsatz 16 stellt die normale Situation wieder her und trägt außerdem dazu bei, die Wirksamkeit des Quadrizeps zu erhöhen. Beim vollständigen Knieersatz nach dem bekannten technischen Stand wurde versucht, die Femoral-Komponente dazu zu nutzen, die Bewegung des Lagereinsatzes zu steuern, was genau das Gegenteil dessen ist, was beim Knie der vorliegenden Erfindung getan wird.

DIE FEMORAL-KOMPONENTE

Die Femoral-Komponente 12 der vorliegenden Erfindung schließt allgemein ein Paar von Gelenkknorren 20, Sicherungsstifte 18 und einen Gewebeabschnitt ein, der eine Patella-Bahn 70 definiert. Die Sicherungsstifte 18 stellen das Mittel dar, um die Femoral-Komponente am Femur eines Patienten zu befestigen. Wie in Fig. 20 dargestellt ist, wird in den Femur eine Paar abgestimmter Öffnungen gebohrt, und das Ende des Femurs wird, wie das gezeigt wird, mit fünf allgemein ebenen Flächen versehen, die, wie gezeigt, in fünf ebene Flächen 72a bis einschließlich 72e passen. Die gegenüberliegenden Flächen 72a und 72e verlaufen allgemein parallel zueinander und senkrecht zur Fläche 72c. Die angewinkelten Flächen 72b und 72d bilden dazu einem Winkel von etwa 450 Die gesamte Oberfläche der ebenen Flächen 72a bis 72e und die Oberflächen der Stifte 18 sind für den extramedullaren Knocheneinwuchs vorgesehen, um die Femoral-Komponente am Ende des Femurs zu sichern.
Bei bestimmten Prothesen nach dem bekannten technischen Stand wird der Einsatz einer Femoral-Komponente vorgeschlagen, bei der die multizentrischen Flächen der Gelenkknorren durch eine gemeinsame planare Kurve erzeugt werden, wodurch eine Konstruktion entstand, bei der jeder Sagittalschnitt längs des Gelenkknorrens polyzentrisch war. Diese Konstruktion führt zu einer Situation, bei der die Gelenkknorren nur während der ersten etwa 20º der Knieflexion den Flächenkontakt herstellen können, wodurch es zum Linienkontakt und zu einem sehr hohen Kontaktdruck kommt, was den Verschleiß des Lagereinsatzes erhöht. Außerdem gleichen Konstruktionen dieses Typs nach dem bekannten technischen Stand das Zurückschwenken des Femurs im Verhältnis zur Tibia aus, und es besteht besonders bei maximaler Flexion die Tendenz, daß der Lagereinsatz "herausrutscht" oder verlagert wird.
Die Femoral-Komponente und das gleitende Lager der vorliegenden Erfindung haben kongruente Flächen, welche die Rotation und die A-P- Bewegung innerhalb des Bereichs der normalen A-P-Bewegung erlauben, um ein übermäßiges Strecken in der Richtung von vorn nach hinten und die Rotation und Verlagerung des Lagers zu verhindern. Die obere Fläche des Lagers 16 ist so konstruiert, daß die unteren Flächen der Femoral-Komponente bei allen Flexionswinkeln Flächenkontakt haben. Der konstante Flächenkontakt wird durch Verteilung der Femoral-Kontaktflächen auf dem Lager 16 über die vordere Ebene erreicht, derartig, daß unterschiedliche Flächen des Lagers 16 durch unterschiedliche Winkel der Knieflexion kontaktiert werden. Jede Kontaktfläche auf dem Lager hat denselben Krümmungsradius wie der Abschnitt der unteren Fläche der Femoral-Komponente 12, der mit dem Lager in Kontakt ist.

DER LAGEREINSATZ

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 bis 13 wird gezeigt, daß der Lagereinsatz 16 eine allgemein ovale Form mit einem Paar von ebenen Enden 80R und 80L hat. Die vordere oder Frontseite ist eine allgemein ebene bogenförmige Wand 82, die am unteren rechten bzw. linken Ende ein Paar Ausschnitte 60 einschließt. Die hintere Seite schließt eine verhältnismäßig große, annähernd halbkreisförmige Aussparung 84 ein, die beachtlichen Spielraum für die hinteren Kreuzbänder bietet. Der obere Abschnitt der hinteren Wand schließt auf jeder Seite der Aussparung 84 einen kurzen, allgemein senkrechten, bogenförmigen Wandabschnitt 86 ein, der in einen allgemein bogenförmigen, sich nach innen verjüngenden unteren Wandabschnitt 88 übergeht. Die sich verjüngenden Abschnitte 88 verschmelzen mit einem Paar von unteren Fasen am Unterteil der Endwände 80R und 80L, die an den vorderen Enden mit den Ausschnitten 60 enden.
Die obere Fläche des Lagereinsatzes wird durch eine Vielzahl von bogenförmigen Auskehlungen oder Rillen gebildet, die im Detail nachstehend in Verbindung mit den bogenförmigen Flächen beschrieben werden, die auf der unteren Kontaktfläche der Femoral-Komponente gebildet werden. Um den vorderen Wandabschnitt 82 mehr Steifigkeit zu verleihen, wird unmittelbar vor der Öffnung 32 ein hochstehender Flansch 96 einbezogen. Die Außenkanten des oberen Teils der vorderen Wand 82 werden durch Krümmungen 98 als Übergang zum oberen Teil des Lagereinsatzes 16 weicher gehalten.

KONTAKTFLACHEN

Die Kontaktflächen zwischen dem Lagereinsatz 16 und der Femoral- Komponente 12 können am besten verständlich gemacht werden, wenn man sie zusammen betrachtet. Die obere Fläche des Lagers 16 schließt eine Vielzahl von bogenförmigen Flächen für den Eingriff mit kongruenten bogenförmigen Flächen auf der Innenseite der Femoral-Komponente 12 ein. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, wurden vier der bogenförmigen Flächen mit L bezeichnet, und zwei der Flächen wurden mit S bezeichnet. Die vier bogenförmigen Flächen L werden alle unter Verwendung desselben Krümmungsradius' erzeugt, und ebenso werden die beiden mit S bezeichneten bogenförmigen Flächen unter Verwendung eines gleichen, aber kleineren Radius' erzeugt. Die bogenförmige Fläche S, die in Fig. 12 in einer Schnittansicht gezeigt wird, wird hinter den bogenförmigen Flächen L definiert, von denen eine in Fig. 11 in Schnittansicht gezeigt wird. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, schließt die komplementäre Fläche der Femoral -Komponente vier bogenförmige Flächen L und zwei bogenförmige Flächen S ein. Ein signifikantes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die bogenförmigen Flächen L und R in unterschiedlichen Sagittalebenen liegen, wie das gezeigt wird, und bei unterschiedlichen Graden der Flexion des Knies den Kontakt herstellen.
Im einzelnen sind die bogenförmigen Flächen L auf der unteren Fläche der Femoral-Komponente zwischen etwa 0º und einschließlich 8º der Flexion des Knies mit den bogenförmigen Flächen L auf dem Lager 16 in Kontakt, und die bogenförmigen Flächen S der Femoral-Komponente sind zwischen etwa 8º und einschließlich 140º der Flexion des Knies mit den bogenförmigen Flächen S des Lagers 16 in Kontakt. Am Übergangspunkt, bei etwa 8º der Flexion, tritt zwischen allen bogenförmigen Flächen L und S auf der Femoral- Komponente 12 und allen bogenförmigen Flächen L und S auf der Lagerkomponente 16 Flächenkontakt auf.
Obwohl die Größe der Prothese teilweise durch die Größe des Patienten bestimmt wird, wurden bei Versuchen folgende Größen als effektiv ermittelt. Im einzelnen werden, wie unter Bezugnahme auf Fig. 3 ersichtlich wird, die bogenförmigen Flächen L durch einen Radius R1 um einen Mittelpunkt C erzeugt. Der Mittelpunkt C wird im Verhältnis zum Stift 18 leicht nach hinten verschoben definiert, und der Radius R1 beträgt etwa 4,04 cm (1,60 Zoll). Die bogenförmigen Flächen S werden durch einen Radius R2 um eine Rotationsmitte D erzeugt. Der Radius R2 beträgt etwa 1,42 cm (0,75 Zoll). Die Rotationsmitte D des Radius' R2 liegt auf einer Linie, die durch die Rotationsmitte C von R1 führt, so daß die Flächen L und R einen Tangentialpunkt T haben, um einen glatten Übergang des Tibia-Femoral- Kontakts bei etwa 8º der Flexion zu erreichen. So tritt während der ersten 8º der Flexion des Knies der Flächenkontakt der bogenförmigen Flächen L auf, und bei etwa 8º geht der Flächenkontakt auf die bogenförmigen Abschnitte S über und bleibt bis zur maximalen Flexion von etwa 140º bestehen.
Die Position der Femoral-Komponente 12 im Verhältnis zum Lager 16 wird durch die Rotationsmitte der Krümmung der bogenförmigen Flächen S oder L, die in Kontakt miteinander sind, gesteuert. Die bogenförmigen Krümmungen S sind weiter hinten auf dem Lager angeordnet und ziehen die Femoral- Komponente nach hinten, um so das zwangsweise Zurückschwenken zu ermöglichen. Das weitere Zurückschwenken ist dadurch möglich, daß die längliche Öffnung 32 im Lager es dem Lager ermöglicht, sich auf der Tibial- Plattform nach hinten zu bewegen. Wie bereits beschrieben worden ist, verhindern die Beschränkungen 26 und das Haltemittel 40 die Bewegung des Lagers 16 nach vorn über den vorderen Rand der Tibial-Komponente hinaus. Wenn daher während der Flexion des Knies ein Zurückschwenken erfolgt, tritt zwischen dem Lager 16 und der Tibial-Komponente 14 kein ausgleichendes Schwenken nach vorn auf. Wenn die Femoral-Komponente etwa durch den 8º-Bereich geführt worden ist, geht der Flächenkontakt von den bogenförmigen Flächen L auf die bogenförmigen Flächen S über, dabei erfolgt der Obergang auf Grund des gemeinsamen Tangentialpunktes der entsprechenden bogenförmigen Flächen glatt. Die Beschränkungen, die oben in Verbindung mit dem Lager 16 beschrieben worden sind, verhindern die Verlagerung des Lagerelements nach der Implantation.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist es möglich, die gleiche Funktionalität und Wirkungsweise zu erzielen, wenn beispielsweise die innersten oder äußersten komplementären bogenförmigen Flächen 1 weggelassen werden. Dagegen kann ein zusätzlicher Flächenkontakt zur Senkung des Drucks zwischen der Femoral-Komponente und dem Lager durch die Bereitstellung von zusätzlichen bogenförmigen Flächen L im Anschluß an die Mittelöffnung 32 erreicht werden.
Außerdem werden die bogenförmigen Flächen L und S so konstruiert, daß innerhalb des zulässigen Raums das mögliche Höchstmaß an Flächenkontakt erreicht wird. Zu diesem Zweck sind die bogenförmigen Flächen S auf dem Lager 16 etwa 1,7 cm (3/8 Zoll) breit und etwa 2,84 cm (1-1/8 Zoll) lang. Wie oben beschrieben worden ist, ist der Radius R2, der Radius zur Erzeugung der bogenförmigen Fläche S, etwa gleich 1,42 cm (0,75 Zoll) und liegt in einer Sagittalebene. Der Querradius, der die bogenförmige Fläche in der Medial-Lateral-Ebene definiert, wie das in Fig. 5 gezeigt wird, beträgt etwa 0,9 cm (0,375 Zoll). Ebenso sind die bogenförmigen Flächen L etwa 3,175 cm (etwa 1,25 Zoll) lang und werden durch den Radius R1 in der Sagittalebene erzeugt, und der Radius der Querebene R4 (Fig. 5), der einen Krümmungsradius der bogenförmigen Flächen L in der Querebene definiert, beträgt etwa 0,32 cm (0,125 Zoll). Die Rotationsmitte D liegt etwa 0,95 cm (0,275 Zoll) hinter der Rotationsmitte C und etwa 2,27 cm (0,9 Zoll) unter der Rotationsmitte C. Die Mittellinien der bogenförmigen Flächen L liegen bei etwa 0,76 cm (0,3 Zoll) auf beiden Seiten der Mittellinie der bogenförmigen Sektion S, und die entsprechenden Mittellinien der bogenförmigen Sektionen S haben einen Abstand von etwa 5,05 cm (2,00 Zoll).
Die Knieprothese 10 der vorliegenden Erfindung ist die einzige Konstruktion, die bei allen Flexionsgraden Flächenkontakt zwischen dem Lager 16 und der Femoral-Komponente 12 erreicht. Der höchste Druck wird beim Treppensteigen auf das Kniegelenk ausgeübt, bei dem das Knie um etwa 90º Flexion gebogen wird, wobei die Kniee nach dem bekannten technischen Stand nur Linienkontakt oder Punktkontakt haben. Da der Verschleiß von Polyethylen (dem für die Herstellung des Lagers verwendeten Material) mit übermäßigen Drücken im Zusammenhang zu stehen scheint, ist der Flächenkontakt beim Treppensteigen faktisch ebenso wichtig wie beim Gehen, auch wenn das Treppensteigen seltener erfolgt. Die Knieprothese 10 ermöglicht es auch, die gleiche Komponente sowohl beim Vorhandensein als auch beim Fehlen der hinteren Kreuzbänder einzusetzen. Allgemein gesprochen, ist bei der halb-beschränkten Knieprothese das Vorhandensein der hinteren Kreuzbänder erforderlich, um eine Subluxation der Tibia nach hinten zu verhindern. Dagegen verlangt die beschränkte Prothese, die ein Zurückschwenken nicht zuläßt, die Entfernung der hinteren Kreuzbänder, da eine entsprechende Spannung, die auf die hinteren Kreuzbänder ausgeübt wird, dazu tendieren würde, ein Zurückschwenken nach hinten auszulösen, was durch die Beschränkungen verhindert wird. Das könnte zur Verlagerung der Komponenten der beschränkten Prothese oder zum Reißen der hinteren Kreuzbänder führen.
Bei Konstruktionen nach dem bekannten technischen Stand, bei denen bogenförmige Flächen der Gelenkknorren unter Nutzung einer eine gemeinsame Ebene erzeugenden Kurve geschaffen werden, sind alle Sagittalschnitte der Gelenkknorren polyzentrisch. Dagegen hat die vorliegende Erfindung nur einen Kontaktradius in jeder Sagittalebene, der daher nicht durch eine Kurve gebildet wird, die eine gemeinsame Ebene erzeugt. Da alle potentiellen Kontaktpunkte in der Sagittalebene denselben Krümmungsradius haben, kann über dem gesamten Flexionsbogen des Knies Flächenkontakt auf eine Weise erreicht werden, wie das bei Knien nach dem bekannten technischen Stand nicht erreicht werden kann, bei denen sich die Radien längs der Gelenkknorren ändern, während Kontakt zu derselben Fläche des Lagereinsatzes besteht.
Unter Bezugnahme auf Fig. 18 bis 21, welche die Knieprothese 10 der vorliegenden Erfindung, implantiert bei einem Patienten, zeigen, geht aus Fig. 20 hervor, daß sich der Lagereinsatz 16 in der gedehnten Position der Prothese in seine vorderste Position im Verhältnis zur Tibial-Komponente 14 bewegt. In dieser Position sind die bogenförmigen Flächen L auf der entsprechenden Tibial-Komponente und dem Lagereinsatz 16 im Eingriff miteinander. Wenn das Knie gebeugt wird, beginnt das Zurückschwenken des Femurs im Verhältnis zur Tibia bis zu etwa der Maximalposition, die in Fig. 21 gezeigt wird, in der sich der Lagereinsatz 16 in seine hinterste Position bewegt hat, wobei das normale Knie weitestgehend nachgeahmt wird.
Man kann also feststellen, daß die vorliegende Erfindung eine Knieprothese definiert und beschreibt, welche die normale Bewegung des Knies stärker als die Apparate nach dem bekannten technischen Stand simuliert. Die Prothese 10 ermöglicht die normale polyzentrische Bewegung des Kniegelenks und erlaubt das normale Zurückschwenken des Femurs im Verhältnis zur Tibia während der Flexion. Die Rotationsbewegung und die Bewegung des Lagereinsatzes in der Richtung von vorn nach hinten ist für den normalen Bewegungsbereich nicht-beschränkt, während sie an dessen Grenzen beschränkt ist. Die Konstruktion der polyzentrischen Kontaktflächen zwischen der Femoral-Komponente 12 und dem Lagereinsatz 16 gewährleistet über dem gesamten Flexion-Extensionsbereich des Knies einen ausreichenden Flächenkontakt, um den Druck auf den Lagereinsatz und dessen Verschleiß auf ein Minimum zu senken. Die vorstehende detaillierte Beschreibung wurde aus Gründen der Klarheit und Verständlichkeit gegeben, daraus sollten aber keine unnötigen Begrenzungen abgeleitet werden, da Fachleuten bestimmte Modifikationen offensichtlich sein dürften.

Claims

1. Implantierbarer prothetischer Apparat zur Ausführung eines Gelenks zwischen einem Paar menschlicher oder tierischer Knochen, der folgende Komponenten umfaßt:

ein erstes Befestigungsmittel (12), das für die Befestigung an einem der Knochen geeignet ist;

eine erste Lagerfläche auf dem ersten Befestigungsmittel, wobei die erste Lagerfläche wenigstens zwei konvex gekrümmte Lagerabschnitte (L, S) mit unterschiedlichen Radien (R&sub1;, R&sub2;) einschließt, die in unterschiedlichen Sagittalebenen liegen;

ein zweites Befestigungsmittel (14), das für die Befestigung an dem anderen Knochen geeignet ist;

eine zweite Lagerfläche (22) auf dem zweiten Befestigungsmittel, wobei die zweite Lagerfläche in einer Ebene liegt, die allgemein senkrecht zu einer Längsachse des zweiten Befestigungsmittels verläuft; und

ein Lagerelement (16) zwischen der ersten Lagerfläche und der zweiten Lagerfläche und mit einer komplementären gekrümmten Oberfläche auf einer Seite zum Eingreifen in die erste Lagerfläche und mit einer gegenüberliegenden Oberfläche zum Ineinandergreifen mit der zweiten Lagerfläche in einem drehbaren kongruenten Lagerverhältnis;

dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegende Fläche über einer medial-lateral beschränkten, im voraus definierten Bahn des gleitenden Eingriffs in der Richtung von vorn nach hinten auch in die zweite Lagerfläche eingreift, wobei die Bahn von dem drehbaren Eingriff mit der zweiten Lagerfläche unabhängig ist, aber um deren Rotationsachse drehbar ist.

2. Prothetischer Apparat nach Anspruch 1, bei dem das Lagerelement (16) frei durch einen im voraus festgelegten Bogen in einer Ebene rotieren kann, die annähernd senkrecht zu einer Längsachse des zweiten Befestigungsmittels (14) verläuft.

3. Prothetischer Apparat nach Anspruch 1, bei dem die zweite Lagerfläche (22) eine im wesentlichen ebene Fläche ist.

4. Prothetischer Apparat nach Anspruch 1, bei dem die zweite Lagerfläche (22) eine annähernd ebene Rotationsfläche ist.

5. Prothetischer Apparat nach Anspruch 1, bei dem das Lagerelement (16) in einer Ebene frei beweglich ist, die annähernd senkrecht zu einer Längsachse des zweiten Befestigungsmittels verläuft.

6. Prothetischer Apparat nach Anspruch 1, bei dem die erste Lagerfläche ein Paar der bogenförmigen Lagerabschnitte (L, S) umfaßt.

7. Knieprothese nach Anspruch 1, bei der die erste Lagerfläche ein Paar Gelenkknorren-Abschnitte (20) hat, wobei jeder Gelenkknorren-Abschnitt wenigstens zwei der Lagerabschnitte (L, S) einschließt, die durch bogenförmige Segmente von unterschiedlichen Radien definiert sind.

8. Prothetischer Apparat nach Anspruch 1, bei dem das Lagerelement (16) wenigstens zwei komplementäre bogenförmige Flächen auf einer Seite umfaßt, um jeweils mit einem bogenförmigen Abschnitt der ersten Lagerfläche i nei nanderzugrei fen.

9. Prothetischer Apparat nach Anspruch 1, bei dem die bogenförmigen Lagerabschnitte (L, S) von unterschiedlichen Radien einen gemeinsamen Tantenti al punkt haben.

10. Prothetischer Apparat nach Anspruch 1, bei dem die erste Lagerfläche ein Paar Gelenkknorren-Abschnitte (20) einschließt, wobei jeder Gelenkknorren-Abschnitt drei bogenförmige Lagerabschnitte (L, S, L) mit wenigstens zwei unterschiedlichen Radien (R&sub1;, R&sub2;) einschließt.