DE69216437T2

DE69216437T2 - Kniegelenksprothese

Info

Publication number: DE69216437T2
Application number: DE69216437T
Authority: DE
Inventors: Peter Stanley Walker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-02-04
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2012-02-01
Also published as: EP0498586B1; EP0498586A1; ATE155667T1; ES2096024T3; EP0626156A2; EP0626156B1; EP0626156A3; DE69221162T2; US5330533A; ATE147252T1; GB9102348D0; DE69216437D1; ES2105441T3; DE69221162D1

Description

Die Erfindung betrifft Prothesen als Knieersatz

Hintergrund der Erfindung

Die meisten Knieersatzkonstruktionen, die derzeit im Gebrauch sind, sind vom Condylar-Typus, wobei die arthritischen Verbindungsflächen herausgeschnitten und durch Metall- und Plastikflächen ersetzt werden. Bezüglich der Konstruktion gibt es zwei Zielkonflikte: zum einen erfordert der Wunsch nach Bewegungsfreiheit eine relativ geringe Übereinstimmung zwischen der femoralen und der tibialen Flächen, während der Wunsch nach geringen Kontaktspannungen auf der Kunststofffläche eine hohe Konformität verlangt. Diese Zielkonfukte betreffen in ähnlicher Weise die patello-femorale Lagerverbindung.
US-A-4085466 beschreibt eine Knieprothese mit zwei femoralen Lagerflächen, die teilweise sphärisch gestaltet sind und die auf einem Paar von Meniskuskomponenten gelagert sind, die auf einer tibialen Plattform ruhen. Die Meniskuskomponenten sind Kreisscheiben; jede Scheibe weist eine ebene Fläche auf, die auf der tibialen Plattform ruht, und eine weitere Fläche, die denselben Radius wie die femorale Lagerfläche hat. Jede Meniskusscheibe ist auf der tibialen Plattform durch einen muschelförmigen Vorsprung gehalten, der eine unabhängige Gleitbewegung der Scheibe in allen Richtungen ermöglicht.
US-A-4586933 beschreibt eine Knieprothese mit einer femoralen Komponente, einer tibialen Basiskomponente sowie einem Paar von Meniskuskomponenten. Eine separate Meniskuskomponente stützt jede femorale condylare Fläche ab. Die tibiale Komponente und die Meniskuskomponente sind derart gestaltet, daß sie zwecks einer Gleitbewegung in Vorwärts-Rückwärts-Richtung geführt sind. Die femoralen Condylen haben eine Krümmung, die jener der Kontaktflächen der Meniskuskomponenten nicht entspricht.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung dieses Problems dar. Sie sieht eine femorale Komponente vor, bei welcher die übliche pfeilförmige Gestalt verändert wird, so daß keine kontinuierliche Kontaktfläche mit entsprechenden tibialen Flächen existiert und ebenfalls, vorzugsweise, mit der Patellafläche. Um ein vollständiges Biegen zu ermöglichen, beruht die femorale Komponente auf einer einteiligen Meniskuskomponente, die zwecks gleitender Bewegung auf einer tibialen Basisplatte geführt ist, so daß die Bewegung im wesentlichen auf eine Vorwärts-Rückwärts-Richtung beschränkt ist.
Die Erfindung enthält außerdem Varianten des obigen Konzepts sowie verschiedene Konstruktionen der tibialen Komponenten, die mit der femoralen Komponente verwendet werden können.
Gemäß der Erfindung wird eine Knieprothese geschaffen, die umfaßt:
- eine femorale Komponente mit zwei condylar-lagernden Flächen, deren jede einen vorderen Teil, einen hinteren Teil sowie einen am weitesten entfernten dazwischenliegenden Punkt aufweist;
- eine Tibialkomponente und eine einteilige, meniskuslagernde Komponente zwischen der femoralen und der tibialen Komponente; dabei hat die Meniskus-Lagerkomponente konkave Dellen zum Aufnehmen der genannten condylar-lagernden Flächen sowie Führungsmittel zum Führen der Meniskus-lagernden Komponente auf der Tibialkomponente zwecks gleitender Bewegung entlang eines Weges, der im wesentlichen auf eine Vorwärts-Rückwärts-Achse beschränkt ist, wobei die lagernden Fichen einer jeden femoralen Condyle und ihre entsprechende konkave Delle in der Meniskuskomponente einen im wesentlichen gemeinsamen Radius von hinten zu einem Punkt aufweisen, der etwas weiter vorn liegt, als der am weitesten entfernte Punkt, gesehen in einer Mehrzahl von Pfeilschnitten, wobei der Kontakt zwischen der femoralen und der Meniskuskomponente über eine wesentliche Breite der condylarlagernden Flächen über den gesamten Biegebereich beibehalten wird.
Die tibial-lagernde Fläche hat vorzugsweise - in einem oder mehreren Pfeilschnitten gesehen - einen Krümmungsradius, der im wesentlichen dem Radius der Lagerfläche der femoralen Komponente entspricht. Es können jedoch Unterschiede der Profile der Pfeilschnitte bestehen, vorausgesetzt, daß der Kontakt von hinten nach vorne im wesentlichen kontinuierlich ist. Dies ist in der Tat wünschenswert, um die gewünschte Laschheit der Verbindung zu ermöglichen.
So können beispielsweise die Radien der femoralen Pfeilschnitte geringfügig kleiner als die Radien der entsprechenden Abschnitte der tibialen Lagerflächen sein, so daß ein genügend großer Freiraum verbleibt, um Unterschiede der chiwrgischen Plazierung der beiden Komponenten der Prothese zu ermöglichen, außerdem eine angemessene Laschheit bezüglich der normalen Funktionen.
Wo die Kreuzgelenke an Einsätzen der Prothese gehalten sind, kann der femorale Komponententeil, der die resektierten Condylen umhüllt, mit einem Schlitz versehen sein, um einen Durchgang der Ligamente zu ermöglichen. Zahlreiche Chirurgen bevorzugen es jedoch, die Kreuzgelenke zu resektieren; in diesem Falle kann die femorale Komponente in dem distalen/hinteren Bereich über die gesamte Breite durchlaufen, das heißt in seitlich-mittlerer Richtung.
Das Ausmaß, in welchem sich der konstante Radius der femoralen Komponente in Pfeilebenen um den am weitesten entfernten Punkt erstreckt, ist jenes Maß, das ausreicht, um den gewünschten Beugungsgrad des Gelenkes zu erzielen.
Die hintere Fläche der femoralen Komponente wird am besten mit einer Patellanut versehen, die derart gestaltet ist, daß zwischen der Patella und der Nut bei sämtlichen Beugungsgraden ein Kontakt besteht.
Eine Konformität der femoralen und tibialen Lagerflächen während aller Beugungsstufen ergibt eine vergrößerte Kontaktfläche zwischen der Metall-Lagerfläche und der Plastik-Lagerfläche, was zu verringertem Verschleißt und verringerter Verformung führt. Die Pfeilkurve der tibialen Komponente ist außerdem nach oben konkav, so daß das Hochschwingen der tibialen Lag erfläche nach hinten und nach vorn eine vergrößerte Stabilität bezüglich einer Vorwärts- Rückwärts-Rotation, einer medial-seitlichen Rotation sowie bezüglich einer internen-externen Rotation gibt. Ein enger Kontakt zwischen der Patella (gleichgültig ob natürliche oder künstliche) mit der Patellanut während aller Stufen der Biegung trägt außerdem zu einer größeren Stabilität der Verbindung bei.
Die Tibialkomponente der Knieprothese umfaßt vorzugsweise eine metallische Plattform, die im wesentlichen zylindrisch ist, und deren Zylinderachse sich in einer seitlich-medialen Linie erstreckt, wobei der Radius des Zylinders größer als der maximale Pfeilradius der Lagerfläche zwischen der femoralen und der tibialen Komponente ist. Die Krümmung der Lagerfläche zwischen der femoralen und der tibialen Komponente in der Pfeilebene verläuft im selben Sinne wie die Krümmung der zylindrischen passenden Fläche zwischen der Plastikkomponente und der metallischen Plattform.
Dadurch, daß die Gleitbewegung in Vorwärts-Rückwärts-Richtung zugelassen wird, hat die Prothese eine Bewegungsfreiheit in Vorwärts-Rückwärts-Richtung, was einen höheren Beugungsgrad ermöglicht, während die Scherspannungen in den Komponenten-Knochen-Zwischenflächen verringert werden.
Die zylindrische Lagerfläche zwischen der Plastikkomponente und der metallischen Plattform - in Pfeilebene gesehen, begrenzt die Bewegung in Vorwärts-Rückwärts-Richtung. Außerdem führt die nach oben gekrümmte Zwischenfläche zwischen der Plastikkomponente und der metallischen Plattform zu einer zunehmenden Begrenzung aufgrund der Schwerkraft, da sich die Plastik-Lagerkomponente von ihrer zentralen Position weiter entfernt.
Zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, die folgendes zeigen:
Die Figuren 1(a), (b), (c), (d) und (e) sind perspektivische Ansichten des normalen Knies bei verschiedenen Beugungswinkeln zwischen 0 und 120 Grad.
Figur 2(a) ist eine perspektivische Ansicht eines Knies, ausgestattet mit einer Prothese gemäß der Erfindung bei null Beugung.
Figur 2(b) ist eine perspektivische Ansicht des Knies (wobei das Femur zum Zwecke der Klarheit entfernt ist), ausgestattet mit derselben Prothese bei etwa 90 Grad Beugung.
Figur 3(a) ist eine perspektivische Ansicht einer Femoral-Komponente gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3(b) ist eine Ansicht ähnlich jener gemäß Figur 3(a) einer abgewandelten Ausführungsform der Femoral-Komponente.
Figur 3(c) ist eine perspektivische Ansicht einer Tibialkomponente, vorgesehen zur Anwendung bei einer Femoral-Komponente gemäß Figur 3(b).
Figur 4(a) ist eine perspektivische Ansicht ähnlich jener gemäß Figur 3(a) einer weiteren Ausführungsform gemäß der Erfindung;
Figur 4(b) ist eine perspektivische Ansicht einer entsprechenden Tibial komponente.
Figur 5 ist eine Sagittalansicht des Profils eines Patella-Ersatzteiles (gestrichelt), verglichen mit einem herkömmlichen Ersatzteil (ausgezogen dargestellt).
Figur 6 ist eine Ansicht einer Femoral-Komponente von unten und zeigt die Übereinstimmung der Patella mit der Patellanut.
Figur 7(a) ist eine Draufsicht auf eine Tibialkomponente gemäß der Erfindung.
Figur 7(b) ist ein Schnitt entlang der Linie B-B in Figur 7(a).
Figur 7(c) ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 7(a).
Figur 8 ist eine Draufsicht auf eine abgewandelte Tibialkomponente.
Figur 9(b) ist ein Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 8(a), jedoch ohne Verankerungsstifte.
Figur 9 ist eine Ansicht ähnlich jenen gemäß der Figuren 7(b) und 8(b) einer abgewandelten Tibialkomponente, und zeigt alternative Lösungen zum Führen der Plastikkomponente.
Figur 1 der Zeichnungen zeigt eine Sigittalansicht des natürlichen Knies bei Beugungswinkeln von 0 bis 120 Grad in Stufen von 30 Grad. Das distale Ende 1 des Femurs 2 hat ersichtlich einen größeren Radius als das hintere Ende 3. Bei einer Nullbeugung berührt das distale Ende 1 größeren Radius das obere Ende der Tibia 4, was zu einer größeren Übereinstimmung und einem größeren Kontaktbereich führt. Andere Strukturen vergrößern den Kontaktbereich, insbesondere der Menisken, die verform bare Scheiben sind, zwischengefügt zwischen Femoral- und die Tibialcondylen. Wird das Knie gebeugt, so wird die Femoral-Tibial-Deckung verringert, was den Kontaktbereich verkleinert und zu höheren Kontaktspannungen führt. Die verformbaren Menisken nehmen jedoch die Gestalt zwischen der Femoralfläche und der Tibiaifläche an und verteilen die Last. Werden die Menisken bei Verletzungen in späteren Jahren entfernt, so besteht eine gesteigerte Wahrscheinlichkeit der Osteroarthritis.
Das Knie weist sowohl eine Laschheit auf (die man auch als Bewegungsfreiheit bezeichnen kann) sowie eine Stabilität, was der Kontrolle von Verschiebungen und Verdrehungen innerhalb akzeptabler Grenzen entspricht. Die Laschheit kann eine lineare oder eine Rotationsbewegung in den drei zueinander senkrechten Koordinatenachsen sein. Für die Zwecke der Erfindung wird die Laschheit lediglich bezüglich der Vorwärts-Rückwärts- Verschiebung der medial-seitlichen Verschiebung und der internen-externen Rotation betrachtet, die die wichtigsten sind. Die Vorwärts-Rückwärts-Stabilität wird hauptsächlich durch die Kreuzligamente erzielt. Das vordere Kreuzligament 5 ist in Figur 1 erkennbar, besonders bei höheren Beugewinkeln. Die Rotationsstabilität wird erzeugt durch eine Kombination der Kreuz- und Collateralligament. Die Muskeln spielen bezüglich der Stabilität ebenfalls eine wichtige Rolle. Die Verbindungsflächen tragen zur Stabilität dann bei, wenn durch das Gelenk hindurch Kräfte wirken, aufgrund des geringen Verschiebens der Flächen und der Verformbarkeit der Gelenk- Cartilage. Die Laschheit geht auf die elastische Dehnbarkeit der Ligamente zurück, der Gelenkflächen sowie anderer Weichgewebe, die das Gelenk umgeben.
Die Patella ist ein wichtiger Knochen, der die Kraft zwischen dem Quadriceps und der oberen Tibia überträgt. Allgemein gesagt kann man ihn als Riemenscheibe betrachten, der auf der Front des Femur auf und abgleitet. Die Patella paßt eng in eine Nut an der Front des Femur, derart, daß die Kontaktbereiche über die Breite der Patella breite Bänder sind. Jenseits 90 Grad Beugung spaltet sich der Kontakt in zwei Teile auf, wenn die Patella die intercondylare Nut übergreift.
Wird ein Condylar-Austauschteil eingeführt (Figur 2), so wird eine femorale Komponente 20 am Ende des Femur, und eine tibiale Komponente 21 am oberen Teil der Tibia befestigt. Die Enden der femoralen Condylen werden normalerweise resektiert und derart gestaltet, daß sie die femorale Komponente aufnehmen und an Ort und Stelle halten, wobei Knochenzement und/oder Stift in die Condylen hineinragen. Die collateralen und Kreuzligament können dadurch geschützt werden, daß ein Schlitz 22 in die femorale Komponente eingebracht wird, obwohl bei den meisten Konstruktionen entweder das vordere oder die beiden Kreuzligamente resektiert werden. Die Patella 23, entweder die natürliche Patella oder ein Ersatzteil, paßt in die Nut 24. Wird das mit einer herkömmlichen Prothese versehene Knie gebeugt, so herrscht ein deutlicher Mangel an Übereinstimmung zwischen der femoralen und der tibialen Fläche mit dem Ergebnis, daß die Kontaktspannungen auf der Kunststomläche hoch sind, das in vielen Fällen zu einem Ausfall aufgrund eines Bruches des Kunststoffes führt.
Vorbekannte Gestaltungen weisen eine Reihe von Problemen auf. So gibt es keinen Meniskus, der die Kraft verteilt, so wie beim normalen Knie. Wird das vordere Kreuzgelenk resektiert, so sollte idealer Weise ein hinteres Hochschwingen der tibialen Plastikfläche zum Kompensieren auftreten; wird auch das hintere Kreuzgelenk resektiert, so ist ein vorderes Aufschwingen notwendig. Bei Beugungswinkeln von etwas 90 Grad gibt es zwei getrennte Kontakte an der Patellakomponente, was zu hohen Spannungen und Verformungen führt und manchmal auch zu einem "Einrasten".
Eine typische femorale Komponente gemäß der Erfindung ist in Figur 3(a) dargestellt. Die condylaren Flächen 31 ähneln der Anatomie, besonders in der sagittalen Ansicht; für eines oder beide Kreuzgelenke ist eine Aussparung oder ein Schlitz 32 vorgesehen. Eine Patellanut 33 erstreckt sich kontinuierlich nach unten zur Aussparung 32, wonach sie sich spaltet. Die größere femorale Komponente in Figur 3(b) hat nunmehr durchgehend kontinuierliche Flächen, eingeschlossen die Patellanut, ist jedoch im übrigen gleich. Eine solche Konfiguration erfordert eine Resektion der beiden Kreuzligamente. Die femorale Gestalt wird sodann dazu verwendet, eine tibiale Fläche 35 mit dem Computer zu erzeugen, basierend auf den eingegebenen Laschheits- Anforderungen bezüglich der Vorwärts-Rückwärts-Verschiebung und der interen-externen Rotation. Ein Computer generiertes Verfahren zum Erzeugen tibialer Flächen ist in US-A-4822365 beschrieben. Zunächst kann nunmehr der Kontakt auf der tibialen Fläche über die gesamte Breite der tibialen Fläche verteilt werden, wodurch der Kontaktbereich vergrößert wird. Zweitens hat die Patella einen kontinuierlichen Verlauf und kann einen breiten Kontaktbereich während der ganzen Bewegung beibehalten, mit einer Spaltung des Kontaktes bei stärkerer Beugung. Jedoch besteht weiterhin der Nachteil, daß der Krümmungsradius des distalen Femur größer als des vorderen Femur ist, so daß der kleinere femurale Radius mit der Tibia in Kontakt gelangt, was zu einer Verringerung des Kontaktbereiches führt, sobald einmal die Beugung eingeleitet ist.
Die Figuren 4(a) und 4(b) zeigen eine Lösung des Problems. Hierbei ist der Radius des hinteren Teiles 41 der Femoral-Komponente zum distalen Femur 42 gerundet. Nunmehr herrscht ein konstanter Radius R der berührenden Tibialfläche 43. Eine Fläche, die bei dieser Komponente computererzeugt wird, ist deutlich mehr tellerförmig, als die vorausgehende Komponente und erzeugt durchweg eine Vergrößerung des Kontaktbereiches.
Die berechnete Verringerung der Kontaktspannungen ist erheblich. Ein weiterer Vorteil der neuen Flächen ist die verbesserte Stabilität. Bei den Flächen gemäß Figur 3 kann man sich vorstellen, daß der gebeugte Femur auf der Tibia bei relativ geringem Widerstand nach vorn gleiten kann. Bei Figur 4 ist jedoch das Gleiten nach vorn wegen des steileren Neigungswinkels der vorderen Tibialfläche wesentlich mehr eingeschränkt.
Aus Figur 6 ergibt sich eine Verbesserung des patello-femoralen Kontaktes. Die normale Domform hat eine hohe Konformität, gesehen von unten her (Figur 6), jedoch eine geringe Konformität in der Sagittalansicht. Zahlreiche experimentelle und theoretische Untersuchungen haben gezeigt, daß der Winkel um welchen die Patella 23 relativ zur femoralen Komponente in der Sagittalebene verschwenkt, innerhalb 10 Grad liegt. Dies bedeutet, daß ein hohes Maß an Konformität in die Patella hinein gelegt werden kann, ohne Verlust an Bewegungsfreiheit. Das neue Sagittalprofil der Patella ist in Figur 5 gestrichelt dargestellt. Statt einer kontinuierlichen konvexen Gestalt in Sagittalansicht hat es jetzt eine abgeflachte innere Fläche 51 sowie nach außen sich erstreckende Flächen 52 (Figur 6), wie man sieht, was zu einer größeren Konformität zu den Seiten der Patellanut 53 führt. Eine derartige Steigerung der Konformität führt zu wesentlich verringerten Kontaktspannungen. Das Ergebnis eines solchen Disign besteht darin, daß bei einer in Drehrichtung nicht korrekten chirurgischen Verschiebung eine Begrenzung der Bewegung stattfindet. Die Krümmungen lassen sich jedoch dahingehend justieren, daß sie einen angemessenen Fehlerrahmen erlauben.
Die oben genannte Disignform gemäß der Erfindung ist bestenfalls geeignet wenn das vordere und das hintere Kreuzgelenk resektiert werden. In diesem Falle herrscht immer noch eine ausreichende Vorwärts-Rückwärts-Laschheit (insgesamt etwa 5mm) sowie eine Rotationslaschheit (+ - 12 Grad), ohne Beschränkung durch stramme Ligamente. Eine solche Laschheit reicht auf für die Aktivitäten des täglichen Lebens. Der Nachteil besteht darin, daß man sich bezüglich der Stabilität auf die Komponenten verläßt und daß dies auflange Sicht zu Problemen bezüglich der Fixierung der Komponenten am Knochen führen kann. Außerdem ist anzunehmen, daß die Resektion der Kreuzgelenke das Ansprechen des Knies auf die Femoral-Komponente in Pfeilebene innerhalb von 10 Grad verringert (siehe die Figuren 5(b) und 5(c)). Dies bedeutet&sub1; daß ein hohes Maß an Konformität ohne Verlust an Bewegungsfreiheit in die Patella hinein konstruiert werden kann. Das neue Sagittalprofil der Patella ist in Figur 5 (d) gestrichelt gezeigt. Wie man sieht, hat sie statt einer kontinuierlichen konvexen Gestalt in Sagittalansicht eine abgeflachte Innenfläche 51 und sich nach außen erstreckende Flächen 52 (Figur 6), was zu einer größeren Konformität mit den Seiten der Patellanut 53 führt. Eine derartige Steigerung der Konformität führt zu wesentlich verringerten Kontaktspannungen. Das Ergebnis eines solchen Disigns besteht in einer Beschränkung der Bewegung bei in Rotationsrichtung nicht-korrekter chirurgischer Verschiebung. Die Krümmungen lassen sich jedoch justieren, so daß eine notwendiger Fehlerrahmen erlaubt ist.
Die oben genannte Konstruktion gemäß der Erfindung ist dann am besten geeignet, wenn das vordere und hintere Kreuzgelenk resektiert werden. In diesem Falle herrscht noch genügend Vorwärts-Rückwärts-Laschheit (insgesamt ca. 5mm) sowie Drehlaschheit (+ - 12 Grad) ohne Beschränkung durch straffe Ligamente. Eine solche Laschheit genügt auch für die Aktivitäten des täglichen Lebens. Der Nachteil besteht darin, daß man sich auf die Komponenten bezüglich der Stabilität verläßt, was auflange Sicht zu Problemen bezüglich der Befestigung der Komponenten am Knochen führen kann. Außerdem kann die Resektion der Kreuzgelenke das Eigenansprechen des Knies verringern, mit demgemäßen kompensatorischen Ausbeutemustern. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die Extremwerte der Bewegung die bei stärker forderten Aktivitäten auftreten, eingeschränkt werden, ein möglicher Nachteil bei jüngeren oder aktiven Patienten. Eine Lösung des Problems besteht darin, die meniskale Lagerung der Anordnung anzuwenden, die bereits bei zahlreichen Ausführungen verwirklicht wurde, insbesondere die LCS New Jersey, Oxford, Minns, und Polyzoides - siehe US-A-4340978 und 4085466. Bei diesen Gestaltungen bleiben die Vorwärts-Rückwärts-Translation sowie die interne-externe Rotation völlig unbeschränkt, ausgenommen bei Stößen von Kunststoff-Lagerteilen auf das kapsulare Weichgewebe bei vorwärts und rückwärts verlaufenden Bewegungen. Eine wesentliche Beschränkung der Gestaltungen besteht jedoch darin, daß sowohl vordere als auch hintere Kreuzligamente benötigt werden, andernfalls die Stabilität ungenügend ist und die Plastiklager verschoben werden können. Wenigstens zwei der Disigner der oben genannten Vorrichtungen haben das Problem des distal-hinteren Radius der femoralen Komponente berücksichtigt. Sind die Radien unterschiedlich, sowie in Figur 3, so geht der Hauptvorteil des meniskalen Lagerungskonzeptes eines vollständigen Kontaktes und geringer Spannungen verloren. US-A-4340978 zeigt das meniskale Lagerungskonzept. In den Figuren 1 und 3 dieses Patentes ist das Oxford- Schema von US-A-4085466 dargestellt. Eine uni-condylare femorale Komponente hat einen sphärischen Radius, ragt jedoch nicht in einen Patellaflansch hinein. Das New Jersey Design läuft auf kleineren Radien nach hinten statt distal hinaus (Figur 22) und veranschaulicht den Verlust an voller Konformität der Beugung von Figur 33.
Eine weitere Verbesserung, die durch die vorliegende Erfindung geschaffen wird, besteht darin, eine genügende Vorwärts-Rückwärts-Stabilität und Drehstabilität zu schaffen, so daß die Prothese verwendet werden kann mit oder ohne Kreuzligamente, ferner darin, daß eine vollständige femoral-tibial- Konformität über den gesamten Beugungsbereich geschaffen wird. Im wesentlichen besteht dies darin, die polierte metallische Plattform zum Tragen des Kunststoff-Lagerteiles beziehungsweise der Teile konkav zu gestalten, in der sagittalen Ansicht gesehen. Der Effekt besteht darin, einen stetig zunehmenden Widerstand gegenüber einer Verschiebung aus der neutralen Position zu schaffen. Die Stabilitäts- und Laschheits-Eigenschafen können in dieser Beziehung ähnlich jenen eines normalen Knies gemacht werden, oder darin, einen üblichen Typus einer condylaren Prothese zu schaffen. Die schematischen Ansichten (Figur 7(a)) zeigen die Gesamtanordnung in Draufsicht, mit einer metallischen Platte oder Plattform 71, die zum Befestigen an der Tibia vorgesehen ist, mit einer polierten zylindrischen Fläche am oberen Teil der Platte und einer plastischen Lagerkomponente 72, die auf der polierten Fläche gleitet. Die femoralen condylaren Flächen dienen dazu, einen konstanten sagittalen Radius im Bereich aufzuweisen, der gelenkig an der plastischen Fläche anliegt, und weitgehend der tibialen Fläche in der Frontebene wie auch in der sagittalen Ebene zu entsprechen. Ein wichtiges Merkmal besteht darin, den Radius der plastischen Fläche kleiner zu machen, als jenen der zylindrischen Fläche. Die zylindrische Gestalt der Lagerflächen ist in Figur 7(b) gezeigt, wobei R² als R¹ ist. Figur 7(c) zeigt den mediallateralen Abschnitt sowie einen zentralen Fixierungsstift 73 und Anti-Dreh-Stifte 74, um zu verhindern, daß sich die Plattform 71 auf der Tibia verdreht.
Bei einer einteiligen Plastikkomponente der in den Figuren 7(a) bis 7(c) gezeigten Art ist ein Verdrehen ohne Verlust des vollständigen Kontaktes mit den zylindrischen Flächen nicht möglich. Jedoch ist eine Vorwärts-Rückwärts- Verschiebung möglich. Die Figuren 8(a) und 8(b) zeigen die Anordnung, die eine Vorwärts-Rückwärts-Bewegung von einer einteiligen Kunststoff-Tibial- Lagerkomponente erzeugt. Die metallische Plattform 81 trägt eine Plastik- Lagerkomponente 82, die zwecks Vorwärts-Rückwärts-Bewegung auf einer Schiene 83 geführt ist, die ihrerseits an der Plattform 81 fixiert oder mit dieser einteilig ist. Die Plattform kann in der sagittalen Ebene gekrümmt sein, so wie in Figur 7(b), oder eben sein. Es kann vorteilhaft sein, die Vorwärts- Rückwärts-Bewegung innerhalb gewisser Werte zu begrenzen durch Vorsehen geeigneter Anschläge, beispielsweise mittels eines stehenden Zapfens 84, der an der Plattform befestigt ist sowie eines Langloches 85 in der Lagerplatte 82. Die Platte 82 kann sich somit frei in Vorwärts-Rückwärts-Bewegung in den Zapfen 84 hineinbewegen, der an einem der Enden des Langloches anliegt. Ein alternatives Verfahren des Vorsehens von Anschlägen ist in gestrichelten Linien in Figur 8(a) dargestellt, wobei die Aussparung in der plastischen Meniskuskomponente 82 eine Wand 86 aufweist, an welcher die Stirnfläche der Schiene 83 anliegt, um die Vorwärts-Rückwärts-Bewegung in einer Richtung zu begrenzen.
Unterschiedliche Verfahren können vorgesehen werden, um die plastischen Komponenten zu erfassen, wie T-förmige Metallschienen, unter welchen eine Kunststofflippe gehalten ist. Dies ist in Figur 9 veranschaulicht, die eine Ansicht ähnlich jener gemäß Figur 7(c) ist. Eine tibiale Lagerplatte 101 ist unterstützt zwecks gleitender Vorwärts-Rückwärts-Bewegung auf Plattform 103. Die Platte 101 ist eingeschlossen und führt durch die Schiene 102 von T-förmigem Profil. Figur 9 zeigt ferner eine alternative Einspann- und Führungseinrichtung in Form von seitlichen Schienen 104 mit nach innen abgekröpften Vorsprüngen 105, die in Schlitze in der Plastikplatte eingreifen. Eine zentrale Führungsschiene ist zu bevorzugen, da diese weniger zum Klemmen neigt.
Bei der oben beschriebenen Konstruktion sind die femoralen Komponenten und die tibiale metallische Plattform aus Metall hergestellt, geeignet zur Anwendung für die Implantation in einem menschlichen Körper. Beispiele sind Kobalt-Chrom-Legierungen, Titanlegierungen sowie rostfreie Stähle. Die künstliche Patella (soweit vorhanden) und/oder die plastischen Lagerkomponenten können aus jeglichem biokomplatiblen Material hergestellt sein, geeignet, Belastungen aufzunehmen und die notwendigen Lagerungseigenschaften aufzubringen, wenn mit einer polierten Metallfläche in Kontakt stehend. Däs Kunststoffmaterial sollte unter diesen Bedingungen eine geringe Reibung aufweisen. Beispiele geeigneter Materialien sind Polyethylen oder Acetalcopolymer ultra-hohen Molekulargewichtes.

Claims

1. Knieprothese, umfassend:

eine femorale Komponente (20) mit zwei condylar-lagernden Flächen (31) deren jede einen vorderen Teil (45), einen hinteren Teil (41) und einen dazwischen befindlichen, am weitesten entfernten Punkt (42) aufweist;

eine Tibial komponente (71, 81,103) und eine einteilige meniskallagernde Komponente (72, 82,101) zwischen der femoralen und der tibialen Komponente, mit konkaven Dellen zum Aufnehmen der genannten condylar-lagernden Flächen und mit Führungsmitteln (83, 84,102) auf der tibialen Komponente zum Erfassen der meniskalen Komponente zwecks Führens der meniskalen Lagerkomponente auf der tibialen Komponente zwecks gleitender Bewegung auf einem Weg, der in einer Vorwärts-Rückwärts-Achse im wesentlichen unbeschränkt ist, wobei die Lagerflächen einer jeden femoralen Condyle und deren entsprechende konkave Delle in der Meniskuskomponente im wesentlichen einen gemeinsamen Radius aufweisen von einem hinteren zu einem weiter vorn gelegenen Punkt gegenüber dem am weitesten entfernten Punkt, gesehen in einer Mehrzahl von Sagittalschnitten, wobei die Lagerflächen in entsprechenden Sagittalschnitten der femoralen und der meniskalen Lagerkomponenten von hinten nach vorne kontinuierlich verlaufen, wobei ein Kontakt zwischen der femoralen und der meniskalen Komponente über eine wesentliche Breite in der seitlich-medialen Richtung der condylarlagernden Flächen über den Beugungsbereich aufrechterhalten wird.

2. Prothese nach Anspruch 1, wobei die femorale Komponente im genannten vorderen Bereich derart gestaltet ist, daß eine Patellanut (53) geschaffen wird zur Aufnahme einer anatomischen oder künstlichen Patella (23), wobei die genannte Nut eine Querschnittsform aufweist, die jener einer Patella entspricht, so daß eine Patella in Kontakt mit der Patellanut durch Beugung der genannten Prothese zwischen 0 und 90 Grad gleiten kann.

3. Prothese nach Anspmch 1 oder 2, wobei die tibiale Komponente eine metallische Plattform umfaßt mit einer hiervon getragenen meniskalen, aus Kunststoff bestehenden Lagerkomponente, wobei die metallische Plattform eine nach oben konkave Fläche aufweist und die genannte meniskale Lagerkomponente eine Lagerfläche, deren Krümmung im wesentlichen der nach oben konkaven Fläche der metallischen Plattform entspricht, und wobei die Krümmung der nach oben konkaven Fläche und jene der Lagerfläche auf einem Zylinder liegen, deren Achse sich im wesentlichen in einer seitlich-medialen Linie erstreckt.

4. Prothese nach Anspruch 4, wobei der genannte Zylinder einen Radius R&sub2; aufweist, der wenigstens so groß ist, wie die sagittalen Radien der condylaren Lagerfläche.

5. Prothese nach Anspruch 1, wobei die Tibial komponente eine metallische Plattform umfaßt, und wobei die Gleitbewegung der meniskalen Lagerkomponente relativ zur metallischen Plattform durch Führungsmittel an der metallischen Plattform auf eine Vorwärts- Rückwärts-Bewegung beschränkt ist.

6. Prothese nach Anspruch 5, wobei die Führungsmittel eine Rippe (83, 94, 102) umfassen, die der metallischen Plattform angeformt ist, sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt und mit der Meniskalkomponente zusammenarbeitet.

7. Prothese nach Anspmch 1, wobei die Tibial komponente eine metallische Plattform umfaßt, und die Führungsmittel eine Schiene (102), die an der metallischen Plattform befestigt ist und sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt.

8. Prothese nach Anspruch 7, wobei sich die Schiene zwischen seitlichen und medialen Condylarteilen der femoralen Komponente erstreckt.

9. Prothese nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Schiene einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist und in Schlitze eingreift, die in der meniskalen Lagerkomponente vorgesehen sind, so daß die Schiene das meniskale Lagerelement an der tibialen Komponente sowohl führt als auch festhält.

10. Prothese nach Anspruch 5, wobei die Schiene Anschläge aufweist, die das Maß der Gleitbewegung der meniskalen Lagerkomponente in Vorwärts- oder Rückwärts-Richtung begrenzt.

11. Prothese nach Anspruch 10, wobei die Anschläge einen Zapfen umfassen, der auf der Schiene steht und in einen Schlitz in der meniskalen Lagerkomponente eingreift.