DE69429694T2

DE69429694T2 - Tibiateil einer Kniegelenkprothese

Info

Publication number: DE69429694T2
Application number: DE69429694T
Authority: DE
Inventors: Mark A. Heldreth; Dale E. Hileman; Jay T. Vansickle
Original assignee: Bristol Myers Squibb Co
Current assignee: Zimmer Inc
Priority date: 1993-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 2002-09-12
Anticipated expiration: 2014-07-02
Also published as: DE69429694D1; US5405396A; JPH07136201A; ES2189342T3; EP0925767A2; AU676557B2; CA2122691A1; EP0925767A3; DE69432028T2; JP3568990B2; JP3754437B2; EP0925767B1; CA2122691C; AU6601694A; EP0636352B1; EP0636352A3; DE69432028D1; EP0636352A2; JP2004160256A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Prothese zum Ersatz der proximalen tibialen Fläche eines Kniegelenks. Insbesondere betrifft sie ein Mittel zum Zusammenfügen der Komponenten einer modularen Tibialprothese.
Modulare Tibialprothesen, die eine Basisplatte und eine separate artikuläre Flächenkomponente besitzen, erfordern ein verlässliches Mittel zum Befestigen der artikulären Flächenkomponente an der Basisplatte. Idealerweise besitzt das Befestigungsmittel einen einfachen Aufbau und verhindert sowohl ein Gleiten als auch ein Trennen der Platte auf bzw. von der artikulären Flächenkomponente. Es ist wichtig, dass, obwohl eine sichere Verbindung erreicht wird, das Befestigungsmittel keine Eigenschaften besitzt, welche die Platte oder die artikuläre Flächenkomponente unnötig schwächen. Diese Erfordernisse sind insbesondere schwer bei unnatürlichen Knieausbildungen zu erreichen, die erhebliche Neigungsbelastungen auf die artikuläre Flächenkomponente über die Wirbelsäule übertragen können. Die FR-A-265 613 offenbart eine tibiale Basisplatte und eine separate artikuläre Flächenkomponente, die mittels schwalbenschwanzförmiger Schlitze in der Basis, welche sich um den Umfang der Basis erstrecken, verbunden sind.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt diese Erfordernisse durch eine modulare tibiale Prothese bereit mit einer Basisplatte und einer artikulären Komponente und einem schwalbenschwanzförmigen Zweisegment-Verschlussmechanismus. Die Platte besitzt eine sich nach oben erstreckende Schiene um ihren Umfang, die mit dem sich nach oben erstreckenden Zweisegment-Schwalbenschwanz zusammengeht. Diese kontinuierliche Schiene verstärkt die Basisplatte dadurch, dass Kerben entlang dem Plattenumfang vermieden werden. Diese Anordnung wird von der zweisegmentigen Anordnung so aufgenommen, dass eine Schiene kontinuierlich sein kann, und gleichzeitig die schwalbenschwanzförmige hintere Verbindung erhalten bleibt. Der zweisegmentige Schwalbenschwanz verringert auch die Größe des vorderen schwalbenschwanzförmigen Segments, so dass die erforderliche Schwalbenschwanzrille in der vorderen Komponente verkleinert wird, so dass man eine stärkere artikuläre Komponente erhält. Die schwalbenschwanzförmigen Segmente weisen Verbindungswinkel auf, die einen Eingriff einer zweisegmentigen, schwalbenschwanzförmigen Rille mit Verbindungswinkel in der Unterseite der vorderen Komponente bilden, so dass die vordere Komponente in der proximalen Fläche und der vorderen Schiene der tibialen Platte festklemmt. Diese Klemmwirkung verhindert ein Gleiten und ein Trennen der tibialen Komponenten.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wirkt der schwalbenschwanzförmige Mechanismus mit einer hinteren Zunge und einer Rillenanordnung zusammen, um noch besser der Trennung der tibialen Komponenten entgegenzuwirken.
Der zweisegmentige Schwalbenschwanz erlaubt es auch alternativ eine vordere Komponente zu benutzen, die eine verstärkte Wirbelsäule mit dem selben Basisplattenaufbau besitzt. Eine starre Verstärkungsstütze erstreckt sich nach oben in die Wirbelsäule, um die Wirbelsäule zu verstärken und widersteht Kräften, die an der Wirbelsäule anliegen, die sonst dazu neigen würden, die artikuläre Komponente von der Basisplatte zu trennen. Die Verstärkungsstütze hat einen Basisabschnitt, der in der artikulären Komponente eingelassen sein kann. Der Basisabschnitt enthält einen Schlitz, der einen Eingriff des starren Basisabschnitts und des hinteren schwalbenschwanzförmigen Segments auf der Platte verhindert. Dennoch sind die hinteren schwalbenschwanzförmigen Segmente der artikulären Fläche und die Platte noch im Eingriff miteinander. Der Basisabschnitt enthält auch ein Durchgangsloch, das koaxial mit einem Loch durch die artikuläre Komponente ist, sowie ein Loch in der Basisplatte, um einen Bolzen für eine sichere Verbindung der Komponenten aufzunehmen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Ansicht einer tibialen Basisplatte von oben.
Fig. 2 ist eine Schnittansicht der tibialen Basisplatte der Fig. 1 entlang der Abschnittslinie A- A.
Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer artikulären Flächenkomponente.
Fig. 4 ist eine Ansicht der Komponente der Fig. 3 von oben.
Fig. 5 ist eine Ansicht der Komponente der Fig. 4 von unten.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht der artikulären Komponente, die auf der tibialen Basisplatte platziert ist, wobei die Komponenten entlang den Linienabschnitten A-A und B-B geschnitten sind.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht ähnlich der in Fig. 6, welche die Komponenten vollständig zusammengesetzt zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 besitzt eine tibiale Basisplatte 1 eine obere Oberfläche 2 und eine sich nach oben erstreckende Rille 3 entlang dem Umfang der oberen Oberfläche 2. Außerdem erstreckt sich von der oberen Oberfläche 2 der Platte 1 ein zweisegmentiger Schwalbenschwanz mit einem ersten Segment 4 und einem zweiten Segment 5. Die Schiene 3 verbindet sich mit dem zweiten Segment 5, so dass Kerben in dem hinteren Bereich der Platte 1 vermieden werden, welche die Platte 1 schwächen könnten. Das erste Segment 4 besitzt zusammenlaufende Seiten, die einen Einführwinkel definieren. Der Einführwinkel kann zwischen 1 und 179 Grad variieren, ist jedoch vorzugsweise ungefähr 32 Grad. Das zweite Segment besitzt auch zusammenlaufende Seiten, die einen Einführwinkel definieren. Die Seiten des zweiten Segments 5 sind jedoch nach außen versetzt bezüglich den Seiten des ersten Segments 4 und sind deshalb nicht kollinear mit den Seiten des ersten Segments 4. Das erste und das zweite schwalbenschwanzförmige Segment gehen in eine Schulter 6 über, so dass ein durchgehender zweisegmentiger Schwalbenschwanz gebildet wird. Vorzugsweise ist der Einführwinkel des zweiten Segments 5 der selbe wie der Einführwinkel des ersten Segments 4. Der zweisegmentige Schwalbenschwanz erlaubt eine durchgehende Schiene, wobei der hintere Schwalbenschwanzeingriff beibehalten wird, aufgrund des Versatzes des zweiten Segments S. Gleichzeitig wird die Ausdehnung des ersten hinteren schwalbenschwanzförmigen Segments 4 minimiert, so dass die erforderliche Schwalbenschwanzrille in der artikulären Komponente verkleinert wird. Hieraus ergibt sich eine stärkere artikuläre Komponente mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegenüber Materialkaltfluss. Der zweisegmentige Schwalbenschwanz besitzt einen Schwalbenschwanzwinkel 7, der zwischen 1 und 89 Grad variieren kann, er ist jedoch vorzugsweise ungefähr 45 Grad. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schwalbenschwanzwinkel 7 für das erste Segment 4 und der für das zweite Segment 5 gleich. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel enthält auch eine hintere Rille 8, die als Unterschnitt in einem sich erweiternden Abschnitt 9 des hinteren Teils der Schiene 3 ausgebildet ist. Die Basisplatte 1 ist vorzugsweise aus Metall, um eine starke und starre Unterstützung für die artikuläre Flächenkomponente bereitzustellen.
Fig. 3 bis 5 stellen eine artikuläre Flächenkomponente 10 dar, welche an der oberen Oberfläche 2 der tibialen Basisplatte 1 befestigt ist. Die artikuläre Komponente hat eine obere Oberfläche 11 für eine Gelenkverbindung mit einer Oberschenkelkomponente und eine untere Oberfläche-12 zum passenden Eingriff mit der oberen Oberfläche 2 der Platte 1. Eine gestufte Kante 13 um den Umfang der artikulären Komponente 10 ist so ausgebildet, dass sie in die Schiene 3 eingreift, so dass sie einer Verschiebung der Komponente nach außen widersteht, wenn sie mit Druck belastet wird. Ein zweisegmentiger Schwalbenschwanzschlitz 14, der dem zweisegmentigen Schwalbenschwanz entspricht, ist in der unteren Oberfläche 12 gebildet. Das bevorzugte Ausführungsbeispiel weist eine hintere Zunge 15 auf, die so ausgebildet ist, dass sie in die hintere Rille 8 eingreift. Die artikuläre Flächenkomponente 10 besteht vorzugsweise aus einem Polymer, wie Polyethylene, das eine natürliche Schmierfähigkeit besitzt, um die Gelenkverbindung mit einer Oberschenkelkomponente zu unterstützen und die elastisch deformierbar ist, damit die unten beschriebene schwalbenschwanzförmige Schnittstelle gebildet werden kann.
Im Gebrauch ist die artikuläre Flächenkomponente 10 mit ihrer unteren Oberfläche 12 in Kontakt mit der Oberseite der Schiene 3 positioniert und mit den schwalbenschwanzförmigen Segmenten 4 und 5 in Ausrichtung mit dem zweisegmentigen schwalbenschwanzförmigen Schlitz 14, wie in Fig. 6 gezeigt. Bei einer nach unten und rückwärts gerichteten Kraft wird die artikuläre Komponente 10 in einen Eingriff mit der Platte 1 gezwungen. Zunächst greift der zweisegmentige schwalbenschwanzförmige Schlitz in das erste Segment 4 ein, und dann greift das zweite Segment 5 und die Zunge 15 in die Rille 8 ein. Wenn der Schwalbenschwanz in Eingriff mit dem schwalbenschwanzförmigen Schlitz ist, wird der Schlitz elastisch deformiert, so dass eine Rückstellkraft erzeugt wird, welche die artikuläre Komponente nach vorne drängt entgegen dem vorderen Abschnitt der Schiene 18 und nach unten zu dem oberen Teil 2 der Platte 1 hin. Diese Kräfte treten aufgrund des Einführwinkels bzw. des Schwalbenschwanzwinkels 7 auf. Die Rückstellkräfte verteilen sich vorzugsweise über die beiden schwalbenschwanzförmigen Segmente 4 und 5. Wenn die vordere Kante 19 der artikulären Komponente 10 die Schiene 3 freigibt, bewegt sich die artikuläre Komponente 10, bis sie an der Platte 1 anliegt. Wenn der Benutzer keine nach unten und rückwärts gerichteten Kräfte mehr ausübt, bewirken die Rückstellkräfte aufgrund der elastischen Deformation der artikulären Komponente 10, dass die untere Oberfläche 12 der artikulären Komponente und die vordere Kante 19 fest gegen die obere Oberfläche 2 der Platte bzw. den vorderen Abschnitt 18 der Schiene presst, wie in Fig. 7 gezeigt.
Dem Fachmann ist klar, dass das Vorhergehende eine Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist und dass Veränderungen im Design und Aufbau an dem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist, zu verlassen.

Claims

1. Ein Implantat für das menschliche Knie, das eine tibiale Basisplatte (1) mit schwalbenschwanzförmigen Segmenten aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (1) ferner aufweist:

eine im allgemeinen ebene obere Oberfläche (2);

ein erstes schwalbenschwanzförmiges Segment (4), das sich von der oberen Oberfläche (2) nach oben erstreckt, wobei das Segment (4) zusammenlaufende Seiten besitzt, wobei die zusammenlaufenden Seiten einen Einführwinkel bilden, und

ein zweites schwalbenschwanzförmiges Segment (5), das sich von der oberen Oberfläche (2) nach oben erstreckt, wobei das zweite schwalbenschwanzförmige Segment (5) zusammenlaufende Seiten besitzt, wobei die Seiten einen Einführwinkel bilden, wobei die zusammenlaufenden Seiten des zweiten Segments (5) so nach außen bezüglich der zusammenlaufenden Seiten des ersten Segments (4) versetzt sind, dass die zusammenlaufenden Seiten des ersten Segments (4) nicht kollinear mit den zusammenlaufenden Seiten des zweiten Segments (5) sind.

2. Das Implantat gemäß Anspruch 1, ferner mit einer Schiene (3) , die sich oberhalb der oberen Oberfläche (2) erstreckt und sich im wesentlichen auf dem gesamten Weg um die obere Oberfläche (2) herum erstreckt.

3. Das Implantat gemäß Anspruch 2, bei dem ein Abschnitt der Schiene (3) unterschnitten ist, um eine eine Zunge aufnehmende Rille (8) zu bilden.

4. Das Implantat gemäß Anspruch 3, ferner mit einer tibialen artikulären Fläche (10) mit:

einer oberen Oberfläche (11) zur Gelenkverbindung mit einem Oberschenkelimplantat;

einer unteren Oberfläche (12) zur Verbindung mit der tibialen Basisplatte (1), wobei die untere Oberfläche (12) eine äußere Kante (13) besitzt, die so geformt ist, dass sie in die Schiene (3) passt, wobei die untere Oberfläche (12) ferner eine schwalbenschwanzförmige Rille (14) enthält, die geformt ist, dass das erste und das zweite schwalbenschwanzförmige Segment (4, 5) aufnehmbar sind; und

einer Zunge (15) die in einem Abschnitt der äußeren Kante gebildet ist, wobei die Zunge (15) so geformt ist, dass sie in die die Zunge aufnehmende Rille (8) passt.