DE69725049T2 - Komponente zur Wiederherstellung der Kniescheibenoberfläche - Google Patents
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Description
- Fachgebiet der Erfindung
- Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einlage-Kniescheibenkomponente eines Knieprothesenimplantates für die Rekonstruktion von Kniegelenken.
- Hintergrund der Erfindung
- Die Kniescheibenkomponente bei einer Rekonstruktion des gesamten Kniegelenkes ersetzt eine degenerierte patellare Gelenkfläche zum gelenkigen Zusammenwirken mit einer Femoralkomponente. Momentan werden üblicherweise zwei allgemeine Methoden der Implantierung von Kniescheibenkomponenten angewendet. In der ersten Gruppe ("Rekonstruktion") wird die Kniescheibenkomponente auf einer ebenen Fläche der natürlichen Kniescheibe plaziert, gehalten von Stiften, die in den Kniescheibenknochen hineinragen, um Scherkräften parallel zur ebenen Fläche und Zug- und Druckspannung senkrecht zur geebneten Fläche entgegenzuwirken. Die zweite Gruppe ist die "Einlage"-Kniescheibenkomponente, die üblicherweise in den Knochen einer natürlichen Kniescheibe in einer Vertiefung eingelassen wird.
- Obwohl jedes dieser Kniescheibenimplantate mit allgemeinem Erfolg bei Implantationsverfahren eingesetzt wird, können die jetzt verwendeten Kniescheibenkomponenten anfällig sein gegenüber Lockerung im Knochen aufgrund des Verlustes der Bindekraft zwischen Zement und Prothese. So kann zum Beispiel ein verringertes Ineinandergreifen zwischen der Komponente und dem Knochenzement entstehen, wenn eine zentrale Gelenklast auf eine typische, bekannte Kniescheibenkomponente einwirkt. Dies wird klassisch als der Poisson-Effekt beschrieben, der die Deformation eines Materials senkrecht zu einer aufgebrachten Last beschreibt. Ebenso machen Implantationsverfahren, bei denen diese Vorrichtungen eingesetzt werden, die Entfernung einer wesentlichen Knochenmenge erforderlich, um eine entsprechende Befestigung innerhalb der Kniescheibe zu erreichen.
- Demzufolge ist es wünschenswert, eine Kniescheibenkomponente mit einer besseren Befestigung an der natürlichen Kniescheibe zur Verfügung zu stellen. Ebenso ist es wünschenswert, ein Implantat zur Verfügung zu stellen, bei dem die Gefahr einer Lockerung wie nach "Poisson" vermindert wird. Es ist weiterhin wünschenswert, eine Kniescheibenprothese zur Verfügung zu stellen, die sowohl für Rekonstruktions- oder/und Einlageverfahren verwendet werden kann. Es ist ebenso wünschenswert, eine Kniescheibenkomponente zur Verfügung zu stellen, die die Entfernung einer geringeren Knochenmenge erfordert, als bei der Anwendung der Komponenten, die momentan üblicherweise verwendet werden.
- Das Patent US-A-4.97.957 legt eine Kniescheibenprothese offen, die die Merkmale der Vorbemerkungen und der Ansprüche 1 bis 4, die hier angefügt sind, aufweist.
- Es ist ebenso wünschenswert, eine sichere Anbringung der Komponenten bereitzustellen, um den Kontakt zwischen dem Knochenzement und der Prothese unter verschiedenen Lastbedingungen, die diesen Kontakt beeinflussen können, aufrecht zu erhalten.
- Überblick über die Erfindung
- Dementsprechend bietet die vorliegende Erfindung, wie in den Ansprüchen 1 und 4 definiert, eine Kniescheibenkomponente mit Merkmalen zur unten liegenden Fläche (nicht in Gelenkverbindung stehend) der Kniescheibenkomponente, um eine positive Verbindung zwischen Kniescheibenkomponente und Zement für eine Vielzahl von Lastbedingungen zu ermöglichen. Die Kniescheibenkomponente kann entweder auf einer ebenen Fläche mit Stiften positioniert werden, die in eine gebohrte Fläche hineinragen, oder in eine ausgesenkte Vertiefung in der Kniescheibe eingelassen werden. Die Kniescheibe kann entweder für Rekonstruktions- oder Einlageverfahren verwendet werden.
- Ein Merkmal der Erfindung ist eine erhabene Hinterschneidungsfläche, die im allgemeinen von der Zentralachse abgewandt ist. Es wird davon ausgegangen, daß diese Hinterschneidungsfläche unter anderem dazu dient, ein besseres Ineinandergreifen von Komponente und Knochenzement zu bewirken, wodurch sie fester in Position gehalten wird, wenn die Komponente nach außen gedehnt wird. Bei einer Ausführungsform gibt es auch eine erhabene Hinterschneidungsfläche, die im allgemeinen einer Zentralachse zugewandt ist, neben der erhabenen Fläche, die der Achse abgewandt ist.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform dient ein Zentralstift als Zentrierelement, das dafür da ist, um sowohl Scher- als auch Zugkräften entgegenzuwirken. Der Zentralstift defi niert eine Zentralachse, die einen Achsenvektor in einer Richtung besitzt, die von der Gelenkfläche zur Knochenanlage des Kniescheibenimplantates verläuft. Eine ebene Senkrechte zur Vektorachse definiert grob die Anlagefläche.
- Ein weiteres Merkmal der Erfindung sind Verbindungsflächen in verschiedenen Abständen von der Zentralachse auf der Ebene der unten liegenden Fläche der Kniescheibenprothese oder auf einer Ebene ungefähr senkrecht zur Zentralachse.
- Bei einer Ausführungsform erstreckt sich ein kurvenförmiger Ring um den äußeren Umfang der Kniescheibenkomponente. Der Ring hat eine kurvenförmige Geometrie mit Flächen, um Torsionsbelastungen rund um die Stiftachse entgegenzuwirken. Der Ring ist von der unten liegenden Fläche der Kniescheibenkomponente erhaben, und Hinterschneidungen befinden sich im kurvenförmigen Ring, um eine ineinander greifende Fläche zu erzeugen, die einer Lockerung der Kniescheibenkomponente entgegenwirkt. Die Hinterschneidungen sind im allgemeinen sowohl zum Zentralstift ausgerichtet als auch von diesem abgewandt. Der erhabene Ring hat Flächen entweder konvex oder konkav zum Zentralstift, die kurvenförmig entlang des inneren und äußeren Umfanges des Ringes verlaufen, um den Abstand des inneren und äußeren Umfanges vom Zentralstift zu wechseln.
- Bei einer alternativen Ausführungsform wird eine Vielzahl von Stiften statt eines einzigen zentral angeordneten Stiftes verwendet.
- Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Vielzahl von erhabenen Flächen rund um die Achse der Kniescheibenkomponente gebildet.
- Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
-
1 ist eine Seitenansicht der Kniescheibenkomponente der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine Ansicht der Kniescheibenkomponente der vorliegenden Erfindung. -
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Innenfläche der Kniescheibenkomponente der2 zeigt. -
4 ist eine Darstellung der Kniescheibenkomponente der vorliegenden Erfindung, implantiert in einer Kniescheibe und mit einem Knieprothesenimplantat im Patienten plaziert. -
5 ist eine perspektivische Ansicht, die die unten liegenden Fläche einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. -
6 ist eine perspektivische Ansicht, die die unten liegende Fläche einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. - Bezieht man sich nun auf die
1 bis4 wird eine Kniescheibenkomponente10 der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Kniescheibenkomponente10 besteht vorzugsweise vollständig aus Polyethylen und ist in einem Stück bearbeitet. Die Kniescheibenkomponente10 umfaßt einen oben liegenden kugelförmigen Bereich12 , der eine kugelförmige Gelenkfläche11 besitzt, die so geformt ist, daß sie mit einer Trochlear-Rinne einer femoralen Komponente gelenkig zusammenwirkt. Die Kniescheibenkomponente10 umfaßt weiterhin eine unten liegende Fläche16 zum Befestigen oder Verankern der Kniescheibe an der Kniescheibenkomponente10 und einen zylindrischen Mittelteil15 , der den oben liegenden kugelförmigen Bereich12 mit der unten liegenden Fläche16 verbindet. - Die unten liegende Fläche
16 umfaßt einen Zentralstift 17 zum Zentrieren und Halten der Kniescheibenkomponente in einer vorbereiteten Vertiefung. Der Stift17 definiert eine Achse A-A, im allgemeinen senkrecht zur Ebene der unten liegenden Fläche16 und durch die oben liegende und unten liegenden Flächen11 ,16 hindurchragend. Die unten liegende Fläche16 umfaßt weiterhin einen erhabenen Ring18 , der eine äußere Seitenwand19 und eine innere Seitenwand20 umfasst. Die äußere Seitenwand19 verläuft im allgemeinen um den äußeren Umfang des erhabenen Ringes18 , während die innere Seitenwand20 um den inneren Umfang des erhabenen Ringes18 verläuft. Die innere Wand20 hat eine Hinterschneidungsfläche22 , die im allgemein dem Zentralstift zugewandt ist. Die äußere Wand19 ist entweder konkav oder konvex entlang des äußeren Umfanges zum inneren Zentralstift17 , d. h. auf einer Ebene senkrecht zur Zentralachse. Die innere Wand20 ist ebenfalls entlang des inneren Ringumfanges entweder konvex oder konkav zum Zentralstift17 . - Der Zentralstift
17 dient hauptsächlich zur Zentrierung, doch trägt er auch dazu bei, Scherkräften entgegenzuwirken. Die Flächen21 ,22 sollen dazu dienen, einer Lockerung der Komponente entgegenzuwirken, indem der Zement auf beiden Seite des Ringes18 eingreifen kann, und sollten in verschiedenen Winkeln zur Achse und in unterschiedlichen Abständen vom Zentralstift17 eine Gegenkraft bieten. Die Hinterschneidungen der inneren und äußeren Wandflächen sowie die wechselnde konkave und konvexe Ausrichtung der Wände zum Zentralstift17 sind dafür gedacht, eine positive Verbindung zwischen der Komponente und dem Zement bei einer Vielzahl von Lastbedingungen zu erreichen. Die Hinterschneidungen im gebogenen Ring18 sind so ausgerichtet, daß diese Verbindung ermöglicht wird, unabhängig von der Lastrichtung oder der Dehnung/Kontraktion der Kniescheibe aufgrund von Lasten usw. Die bogenförmige Geometrie des Ringes soll auch Torsionsbelastungen rund um die Stiftachse entgegenwirken. - In der Praxis wird eine Kniescheibe
43 entweder durch Hobeln oder Reiben der Kniescheibe13 vorbereitet, abhängig von der Geometrie des Implantates und ob eine Standard- oder Einlagekniescheibe verwendet wird. Die Kreissymmetrie der Konstruktion gestattet ein einmaliges Reiben für die Vorbereitung einer natürlichen Kniescheibe zur Implantierung der Komponente. Ist die Kniescheibe43 mit Hilfe von Mitteln, die dem Fachmann bekannt sind, einmal vorbereitet, wird die Kniescheibenkomponente10 einzementiert. Das Gelenk40 wird verkleinert, nachdem alle Implantatkomponenten an Ort und Stelle sind, und die Kniescheibenkomponente kann dann gelenkig mit der Femoralkomponente30 zusammenwirken. -
4 zeigt ein Kniegelenk mit einem Oberschenkelknochen 41, einem Schienbein42 und einer Kniescheibe43 . Es wird eine Tibiaschale31 mit Auflager32 in die Tibia42 implantiert. Eine Femoralkomponente30 wird in den Oberschenkelknochen41 implantiert. Die Femoralkomponente30 wirkt mit der Lagerfläche32 der Tibia gelenkig zusammen und die Kniescheibenkomponente10 wirkt mit der Femoralkomponente30 gelenkig zusammen. - Nimmt man jetzt Bezug auf
5 , wird eine alternative Ausführungsform dargestellt, die eine Kniescheibenkomponente110 mit einer unten liegenden Fläche116 zum Befestigen oder Verankern der Kniescheibenkomponente110 mit der Kniescheibe umfaßt. - Die unten liegende Fläche
116 umfaßt einen Zentralsteg117 und erhabene Elemente118 . Jedes erhabene Element118 umfaßt innere Seitenwände120 und äußere Seitenwände119 . Die inneren Seitenwände120 haben Hinterschneidungsflächen122 , die im allgemeinen dem Zentralsteg117 zugewandt sind. Jede innere Seitenwand120 ist in einem anderen Winkel zum Zentralsteg117 ausgerichtet, um alternative Belastungseigenschaften der Eingriffsflächen zu schaffen. Jede äußere Seitenwand119 hat eine Hinterschneidungsfläche121 , die im allgemeinen vom Zentralsteg117 abgewandt ist. Jede äußere Seitenwand119 ist in einem anderen Winkel zum Zentralsteg117 ausgerichtet, um eine Vielzahl von alternativen Belastungsflächen mit verschiedenen Winkeln zu schaffen. Die unten liegende Fläche116 umfaßt weiterhin eine zentrale erhabene Fläche123 , die um den Zentralsteg117 herum angeordnet ist und die erhabenen Elemente118 mit erhabenen Wänden124 verbindet, die eine durchgehende Fläche zusammen mit den äußeren Seitenwänden119 bilden. Die zentrale erhabene Fläche123 ist weniger erhaben als die erhabenen Elemente118 , wodurch die inneren Wände120 Belastungskontakt mit dem Zement und dem Knochen herstellen können. - Bezieht man sich nun auf
6 , wird eine zweite alternative Ausführungsform dargestellt, die eine Kniescheibenkomponente210 mit einer unten liegenden Fläche216 für das Befestigen oder Verankern der Kniescheibenkomponente210 an der Kniescheibe umfaßt. - Die unten liegende Fläche
216 umfaßt Stifte217 für das Zentrieren und Halten der Kniescheibenkomponente210 in einer vorbereiteten Vertiefung. Die unten liegende Fläche216 umfasst weiterhin einen erhabenen Ring218 , der eine äußere Seitenwand219 und eine innere Seitenwand220 umfaßt. Die äußere Seitenwand219 erstreckt sich im allgemeinen entlang des äußeren Umfanges des erhabenen Ringes218 , während die innere Seitenwand220 sich entlang des inneren Umfanges des erhabenen Ringes218 erstreckt. Das Implantant210 hat eine Achse, die im allgemeinen senkrecht zur Ebene der unten liegenden Fläche216 liegt. Die innere Wand220 hat eine Hinterschneidungsfläche222 , die im allgemeinen der Zentralachse zugewandt ist. Die äußere Wand219 hat eine Hinterschneidungsfläche221 , die im allgemeinen von der Zentralachse A-A abgewandt ist, um einer Lockerung der Komponente entgegenzuwirken, indem der Zement auf beiden Seiten des Ringes eingreifen kann, und um in verschiedenen Winkeln zur Achse und in verschiedenen Abständen vom Zentralstift eine Gegenkraft zu schaffen. Die äußere Wand219 ist entlang des äußeren Umfanges abwechselnd konkav und konvex zur Zentralachse A-A. Die innere Wand220 ist auch abwechselnd konvex und konkav entlang des inneren Umfanges des Ringes zur Zentralachse A-A. - Die Ausführungformen in den
5 und6 können in ähnlicher Weise, wie das Kniescheibenimplantant in den1 bis4 , verwendet werden.
Claims (4)
- Kniescheiben-Prothese (
10 ;110 ) umfassend: einen Körper mit: einer konvex geformten Gelenkfläche (11 ) zum gelenkigen Zusammenwirken mit einer Femoral-Prothese (30 ) und einer Innenfläche (16 ;116 ) zur Anlage am Kniescheibenknochen, um diese Kniescheiben-Prothese (10 ;110 ) mit dem präparierten Kniescheibenknochen zu verbinden, wobei die Innenfläche (16 ;116 ) aufweist: eine Zentralachse (A–A), welche sich von der Gelenkfläche (11 ) zur Innenfläche (16 ;116 ) erstreckt und mindestens einen erhabenen Bereich (18 ;118 ) mit einer ersten Hinterschneidungsfläche (21 ;121 ), welche von der Achse (A–A) abgewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Prothese weiterhin aufweist: einen Zentralstift (17 ;117 ) in der Achse (A–A) zum Zentrieren und Halten der Kniescheiben-Prothese in einer vorbereiteten Vertiefung und dadurch, daß der mindestens eine erhabene Bereich (18 ;118 ) einen konzentrischen Ring rund um den Zentralstift (17 ) bildet. - Kniescheiben-Prothese (
10 ;110 ) nach Anspruch 1, bei welcher der mindestens eine erhabene Bereich (18 ;118 ) weiterhin eine zweite Hinterschneidungsfläche (22 ;122 ) aufweist, welche der Achse (A-A) zugewandt ist, wobei die erste Hinterschneidungsfläche (21 ;121 ) einen ersten radialen Abstand von der Achse (A–A) und die zweite Hinter schneidungsfläche (22 ;122 ) einen zweiten radialen Abstand von der Achse (A–A) hat und der erste Abstand größer ist als der zweite Abstand. - Prothese (
10 ) nach Anspruch 1, bei welcher der mindestens eine erhabene Bereich (18 ) ein Einzelbereich ist, welcher in einer zur Achse (A–A) im allgemeinen senkrechten Ebene entweder konkav oder konvex in bezug auf die Achse (A–A) ist. - Kniescheiben-Prothese (
210 ) umfassend: einen Körper mit: einer konvex geformten Gelenkfläche zum gelenkigen Zusammenwirken mit einer Femoral-Prothese (210 ) und einer Innenfläche (216 ) zur Anlage am Kniescheibenknochen, um diese Kniescheiben-Prothese (210 ) mit dem präparierten Kniescheibenknochen zu verbinden, wobei die Innenfläche (216 ) aufweist: eine Zentralachse (A–A), welche sich von der Gelenkfläche zur Innenfläche (216 ) erstreckt; einen erhabenen Bereich (218 ) mit einer ersten Hinterschneidungsfläche (221 ), welche von der Achse (A–A) abgewandt ist und eine zweite Hinterschneidungsfläche (222 ), welche der Achse (A–A) zugewandt ist und eine Vielzahl von Stiften (217 ) zum Zentrieren und Halten der Kniescheiben-Prothese in einer vorbereiteten Vertiefung, dadurch gekennzeichnet, daß der erhabene Bereich (218 ) aus einem konzentrischen Ring rund um die Vielzahl der Stifte (217 ) besteht und die Stifte (217 ) sich von diesem Ring aus erstrecken.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/660,970 US5702467A (en) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | Patellar resurfacing component |
US660970 | 1996-06-12 |
Publications (2)
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