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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft Gelenkprothesen. Insbesondere bezieht sich die
Erfindung auf Komponenten für
Kniegelenke, die einen tibialen Führungseinsatz aufweisen, der
gegenüber
der tibialen Pfanne, auf welcher der Führungseinsatz montiert ist,
drehbar und verschiebbar ist.
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Eingriffe
zum Gelenkersatz sind relativ üblich und
ermöglichen
es vielen Personen, über
normale Körperfunktionen
zu verfügen,
die sonst nicht gegeben wären.
Künstliche
Gelenke bestehen normalerweise aus metallischen, keramischen und/oder Kunststoff-Komponenten,
die an den bestehenden Knochen befestigt werden.
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Der
Kniegelenkersatz ist ein gut bekanntes chirurgisches Verfahren,
bei dem ein erkranktes und/oder beschädigtes natürliches Kniegelenk durch ein
prothetisches Kniegelenk ersetzt wird. Typische Knieprothesen umfassen
eine femorale Komponente, eine Patellakomponente, eine tibiale Pfanne
oder ein Plateau und einen tibialen Führungseinsatz. Die femorale
Komponente umfaßt
im allgemeinen ein Paar lateral zueinander beabstandeter Kondularabschnitte,
deren distale Oberflächen
mit den komplementären
Kondularelementen gelenkig verbunden sind, welche in einem tibialen
Führungseinsatz
ausgebildet sind.
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Typischerweise
wird die tibiale Pfanne innerhalb der Tibia eines Patienten angebracht.
Der tibiale Führungseinsatz,
der üblicherweise
aus Polyurethan hergestellt ist, das ein sehr hohes Molekulargewicht aufweist
(UHMWPE), wird an die superiore Oberfläche der tibialen Pfanne angebracht.
Während
des täglichen
Gebrauchs ist die Knieprothese und insbesondere der tibiale Führungseinsatz
Belastungen und Beanspruchungen ausgesetzt. Diese Kräfte können zu
einem Versatz oder zu einer Dislokation des Einsatzes gegenüber der
tibialen Pfanne führen.
Um diese Kräfte
aufzunehmen und um das Risiko einer Dislokation zu verringern, wurden
einige tibiale Komponenten für
Knieprothesen konstruiert, um die Drehung des tibialen Führungseinsatzes
gegenüber
der proximalen oder superioren Oberfläche der tibialen Pfanne um
die Längsachse
der Prothese zu ermöglichen.
Eine solche Drehung kann, wenn sie kontrolliert ist, den Kontaktbereich
zwischen den femoralen Kondylen und dem tibialen Füh rungseinsatz über einen
ganzen Bereich der Kniebewegung vergrößern, wodurch die Belastung
des tibialen Führungseinsatzes
verringert wird.
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Einige
Knieprothesen, welche die Drehung des tibialen Führungseinsatzes gestatten,
erlauben ebenfalls eine Translation oder ein Zurückdrehen (roll back) des tibialen
Führungseinsatzes
in die anteriore-posteriore Richtung.
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Oftmals
wird ein Kompromiß zwischen
der Lebensdauer einer Knieprothese und der Gesamtleistungsfähigkeit
oder den kinematischen Eigenschaften der Prothese getroffen. Es
war schwierig, sowohl die Lebensdauer als auch die kinematischen Eigenschaften
zu optimieren. Drehbare Knieprothesen haben einige Vorteile. Jedoch
kann sich bei einigen drehbaren Knieprothesen, welche die Translation
des tibialen Führungseinsatzes
in medial-laterale und anterior-posteriore Richtungen erlauben,
ein gewisses Maß an
anterior-posteriorer Instabilität
ergeben. Dieses Problem ist in manchen Fällen durch eine posterior stabilisierte
Prothese gelöst.
Allerdings kann bei solchen Konstruktionen eine Bewegung des tibialen
Führungseinsatzes
in die anterior-posteriore Richtung oder ein Zurückdrehen eine unerwünscht hohe
Belastung auf den Stabilisierungsstift der Prothese ausüben. Gelenkprothesen
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 sind aus dem Dokument WO-A-9208424 und aus dem Dokument WO-A-9624311 bekannt.
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Trotz
der Vorteile bestehender Ausführungen von
Kniegelenkprothesen mit einer drehbaren Tibialkomponente gibt es
immer noch einen Bedarf an Prothesen, welche die Belastung weiterhin
verringern, ein optimales Zurückdrehen
gestatten und optimalen Kontakt der tibialen und femoralen Komponenten beibehalten,
um die Belastungen aufzunehmen, die auf das Knie ausgeübt werden.
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ABRISS DER
ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft ein Gelenkprothesensystem, das erste und zweite
tibiale Komponenten, einen separaten Stabilisierungsstift und eine
femorale Komponente umfaßt.
Die zweite tibiale Komponente kann sich gegenüber der ersten tibialen Komponente
drehen und verschieben. Der Stabilisierungsstift und die femorale
Komponente arbeiten zusammen, um ein Zurückdrehen der femoralen Komponente
zu erzwingen, während
das System ein enges Ineinandergreifen der femoralen und der tibialen Kondylen
gewährleistet.
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Eine
erste tibiale Komponente hat eine superiore Befestigungsoberfläche und
eine inferiore Knochenkontaktoberfläche. Die superiore Befestigungsoberfläche der
ersten tibialen Komponente umfaßt
einen Hohlraum, der durch innere Seitenwände und distale Wände definiert
ist. Die zweite tibiale Komponente hat eine inferiore Oberfläche, die
auf der superioren Oberfläche
der ersten tibialen Komponente befestigt ist, eine superiore Gelenkoberfläche und
eine Öffnung,
die sich zwischen den inferioren und superioren Oberflächen erstreckt.
Die zweite tibiale Komponente kann drehbar und verschiebbar auf
der superioren Befestigungsoberfläche der ersten tibialen Komponente
befestigt werden. Ferner ist der Stabilisierungsstift, der proximale
und distale Enden aufweist, dafür
geeignet, durch die Öffnung
der zweiten tibialen Komponente eingefügt zu werden, und kann in den
Hohlraum der ersten tibialen Komponente eingepaßt werden. Der Stift umfaßt einen
proximalen Kopfabschnitt mit Oberflächen, die in einen Abschnitt der
femoralen Komponente eingreifen. Das proximale Ende des Stabilisierungsstifts
steht von der superioren Gelenkverbindungsoberfläche der zweiten Komponente
hervor.
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Die
femorale Komponente des Systems hat eine erste Oberfläche, die
an einem distalen Ende eines Femurs einen Patienten befestigbar
ist, sowie eine zweite Gelenkoberfläche, die zwei aneinander angrenzende
Kondylen umfaßt,
welche mittels einer Zwischenoberfläche verbunden sind. Die Zwischenoberfläche umfaßt erste
und zweite Eingreifoberflächen,
die dazu vorgesehen sind, mit den superioren und posterioren Eingreifoberflächen des
Stabilisierungsstifts einzurasten.
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Das
System kann auch ein Ringelement umfassen, das in die Öffnung der
zweiten tibialen Komponente als eine Gelenkoberfläche zwischen
der zweiten tibialen Komponente und dem Stabilisierungsstift eingepaßt werden
kann.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische
Explosionsansicht des tibialen Abschnitts eines Kniegelenkprothesensystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist eine perspektivische
Ansicht der in 1 gezeigten
zusammengesetzten Komponenten;
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3 ist eine Seitenansicht
eines Kniegelenkprothesensystems gemäß der vorliegenden Erfindung
bei einem Beugungswinkel von 0°;
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4 ist eine Aufsicht auf
das in 3 gezeigte Prothesensystem;
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5A ist eine seitliche Schnittansicht
an der Linie 5-5 der zusammengesetzten Komponenten des in 4 dargestellten Prothesensystems;
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5B ist eine Detailansicht
eines Abschnitts "A" von 5A;
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6 ist eine seitliche Schnittansicht
an der Linie 6-6 des Prothesensystems von 4;
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7 ist eine Seitenansicht
des Prothesensystems gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einem Beugungswinkel von ungefähr 90°;
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8 ist eine Aufsicht auf
das in 7 dargestellte
Prothesensystem;
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9 ist eine seitliche Schnittansicht
an der Linie 9-9 des Prothesensystems von 8;
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10 ist eine seitliche Schnittansicht
an der Linie 10-10 des Prothesensystems von 8;
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11 ist eine Aufsicht auf
eine tibiale Führungseinsatzkomponente
des Gelenkprothesensystems gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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12 ist eine perspektivische
Explosionsansicht einer anderen Ausführung der Kniegelenkprothese;
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13 ist eine Aufsicht der
in 12 dargestellten
Kniegelenkprothese mit einem Beugungswinkel von ungefähr 0°;
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14 ist eine seitliche Schnittansicht
an der Linie 14-14 der zusammengesetzten Komponenten des in 13 dargestellten Prothesensystems;
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15 ist eine Aufsicht der
Ausführung
von 12 bei einem Beugungswinkel
von ungefähr
90°;
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16 ist eine seitliche Schnittansicht
des Prothesensystems an der Linie 16-16 von 15.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung sieht einen Aufbau für
ein Kniegelenkprothesensystem 10 vor, welches das Drehen
und Verschieben der tibialen Komponente gestattet und gleichzeitig
eine bessere posteriore Stabilität
bietet. Die Struktur des erfindungsgemäßen Prothesensystems kombiniert
eine erhöhte
Langlebigkeit mit verbesserten kinematischen Eigenschaften.
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Gemäß den 1 und 2 umfaßt eine tibiale Komponente 11 des
Gelenkprothesensystems 10 eine erste Komponente in Form
einer tibialen Pfanne 14, einer zweiten Komponente in Form
eines tibialen Führungseinsatzes 12 und
eine dritte Komponente in Form eines getrennten Stabilisierungsstifts 22.
Die Befestigung des tibialen Führungseinsatzes 12 an die
tibiale Pfanne 14 ist derartig, daß der tibiale Führungseinsatz 12 bezüglich einer
proximalen oder superioren Oberfläche 32 der tibialen
Pfanne 14 drehbar und verschiebbar ist. Das System 10 umfaßt ferner
eine vierte Komponente in Form einer femoralen Komponente 100,
die in den 3–10 dargestellt ist.
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Der
tibiale Führungseinsatz 12 hat
eine anteriore Seite 13, eine posteriore Seite 15,
eine superiore Gelenkoberfläche 14 und
eine inferiore Eingreifoberfläche 18.
Die superiore Oberfläche 16 kann
ein oder mehrere Kondylarelemente aufweisen, die geeignet sind,
gelenkartig mit der (den) komplementären Kondyle(n) einer femoralen
Komponente verbunden zu werden, wie in den 3–10 gezeigt ist. Insbesondere
umfassen die Kondylarelemente laterale und mediale Kondylen 24, 26.
Der tibiale Führungseinsatz 12 hat
ferner eine Öffnung 50,
die sich von der superioren Gelenkoberfläche 16 zu den inferioren
Befestigungsoberfläche 18 durch
diesen hindurch erstreckt. Die Öffnung 50 kann
jede geeignete Form aufweisen, die das Verschieben und Drehen des
tibialen Führungseinsatzes 12 gestattet.
In einer Ausführung,
die im weiteren anhand der 11 behandelt
wird, ist die Öffnung 50 in
der anterior-posterioren Richtung verlängert.
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In
einer exemplarischen Ausführung,
die in den 5A und 5B gezeigt ist, ist zumindest
eine Eingreifschulter 28 in der Öffnung 50 ausgebildet.
Die Eingreifschulter 28 erstreckt sich in einem Bogen um den
inneren Umfang der Öffnung 50.
Die Schulter 28 kann in der Form eines durchgehenden Bogens
sein oder kann die Form von zwei oder mehreren Bögen haben. Wie gezeigt, umfaßt die Schulter 28 eine
proximale Deckoberfläche 29.
Die Oberfläche 29 kann mit
den inneren Wänden 30 die Öffnung 50 jeden
frei wählbaren
Winkel zwischen 42° und
90° haben.
Jedoch erstreckt sich die Oberfläche 29 vorzugsweise mit
einem Winkel von 90° von
der inneren Wand 30.
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Die
inneren Wände 30 der Öffnung 50 definieren
einen ersten Öffnungsbereich,
der proximal zu der proximalen Deckoberfläche 29 angeordnet
ist, und einen zweiten kleineren Öffnungsbereich, der distal
zu der Oberfläche 29 angeordnet
ist. Die erste Öffnung
hat eine Abmessung (w) in medial-lateraler Richtung in einem Bereich
zwischen 1,27 cm bis 2,032 cm (0,5 bis 0,8 inch) und vorzugsweise
1,561 cm (0,65 inch), sowie eine Abmessung (l) in anterior-posteriorer Richtung
in einem Bereich zwischen 2,032 cm und 2,54 cm (0,8 bis 1,0 inch)
und beträgt vorzugsweise
2,3495 cm (0,925 inch). Die zweite kleinere Öffnung hat eine Abmes sung (w') in medial-lateraler
Richtung in einem Bereich zwischen 1,27 cm und 1,778 cm (0,5 bis
0,7 inch) und beträgt
vorzugsweise 1,524 cm (0,6 inch), sowie eine Abmessung (l') in anterior-posteriorer
Richtung in dem Bereich zwischen 1,778 und 2,286 cm (0,7 bis 0,9
inch) und vorzugsweise 2,032 cm (0,8 inch).
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Wie
weiterhin in den 5A und 5B dargestellt ist, sieht
die Schulter 28 einen Platz für eine komplementäre distale
Deckschulter 78 vor, die auf dem Stabilisierungsstift 22 ausgebildet
ist. Das Eingreifen der Schultern 28 und 78 sichert
die richtige Positionierung des Stifts 22 innerhalb der
tibialen Pfanne 14 und des tibialen Führungseinsatzes 12.
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Die
tibiale Pfanne 14 umfaßt
eine anteriore Seite 17, eine posteriore Seite 19,
eine superiore Befestigungsoberfläche 32 und eine inferiore
Knochenkontaktoberfläche 34.
Die Knochenkontaktoberfläche 34 sieht
einen ersten Abschnitt 36 vor, der einen Bereich der inferioren
Knochenkontaktoberfläche 34 darstellt,
welcher auf der proximalen Oberfläche eines resektierten Schienbeins
(nicht gezeigt) befestigt ist. Ein zweiter Abschnitt 38 der
Knochenkontaktoberfläche 34 erstreckt
sich von dem ersten Abschnitt 36 und ist eingerichtet,
sich in einen Hohlraum (nicht gezeigt) zu erstrecken, der innerhalb
des Schienbeins eines Patienten ausgebildet ist. Vorzugsweise ist
der zweite Abschnitt 38 ein tibialer Verlängerungsschaft 39,
der sich von dem ersten Abschnitt 36 erstreckt. Der tibiale
Schaft 39 hat eine äußere Seite und
distale Wände 40, 41.
Die äußeren Seitenwände 40 des
tibialen Schafts 39 können
glatt sein oder sie können
unregelmäßige Oberflächenmerkmale
(nicht gezeigt) aufweisen, um die Knockenfixation zu verbessern.
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Die
superiore Oberfläche 32 der
tibialen Pfanne 14 umfaßt eine Öffnung 72 (die jede
geeignete Form haben kann, beispielsweise im wesentlichen kreisförmig), die
mit einem Eingreifhohlraum 44 in Verbindung steht. In einer
dargestellten Ausführung, die
in 5A gezeigt ist, ist
der Eingreifhohlraum ein blinder Hohlraum, der von den interioren
Seitenwänden 45 definiert
wird, welche sich in den tibialen Schaft hinein erstrecken. Der
Eingreifhohlraum 44 endet in einer interioren Seitenwand 46,
die im wesentlichen konusförmig
ist oder die eine andere zur Aufnahme des Stabilisierungsstifts 22 geeignete Form
aufweist.
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Für den Fachmann
ist es ersichtlich, daß die Abmessungen
des Hohlraums 44 und des Stabilisierungsstifts 22 variieren
können.
In einer Ausführung hat
der Hohlraum 44 einen Durchmesser, der sich von dem proximalen 51 zu
dem distalen 53 Ende hin mit einem Winkel in einem Bereich
zwischen 0° und 10° verjüngt. Der
Durchmesser an dem proximalen Ende 51 liegt in einem Bereich
zwischen 10 und 20 mm, und der Durchmesser an dem distalen Ende 53 liegt
in einem Bereich zwischen 5 und 20 mm. Der Hohlraum 44 hat
vorzugsweise eine Tiefe im Bereich zwischen 25 und 60 mm und ist
so bemessen, daß er den
Stabilisierungsstab 22 aufnehmen kann.
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Der
Stabilisierungsstab 22 umfaßt ein proximales Ende 92 und
ein distales Ende 94. Das proximale Ende 92 des
Stabilisierungsstiftes 22 umfaßt einen verlängerten
Kopfabschnitt 60. Der Kopfabschnitt 60 umfaßt eine
anteriore Oberfläche 68,
eine posteriore Eingreifoberfläche 70 und
eine superiore Eingreifoberfläche 76.
Der distale Abschnitt des Kopfs 60 umfaßt die eingreifende Schulter 78.
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Der
Schaftabschnitt 61 des Stabilisierungsstifts 22 erstreckt
sich distal von dem Kopfabschnitt 60. Der Schaftabschnitt 61 umfaßt einen
proximalen Schaftabschnitt 62 und einen distalen Schaftabschnitt 64.
In einer Ausführung
hat der proximale Schaftabschnitt 62 einen im wesentlichen
gleichmäßigen Durchmesser,
der in einem Bereich zwischen 10 und 20 mm liegt. Der distale Schaftabschnitt 64 hat
einen Durchmesser, der sich beginnend von ungefähr 10 bis 20 mm an der Schnittstelle 65 des
proximalen und des distalen Schaftabschnitts bis ungefähr 5 bis
20 mm an dem distalen Ende 94 des Stabilisierungsstifts 22 distal
verjüngt.
Der distale Schaftabschnitt 64 verjüngt sich von der Schnittfläche 65 zu dem
distalen Ende 94 mit einem Winkel im Bereich zwischen 0° und 10°. Die Abmessungen
des Schaftabschnitts 61 des Stabilisierungsstifts 22 sind
so, daß der
Stabilisierungsstift 22 nicht entfernt werden kann, wenn
er innerhalb des Hohlraums 44 der tibialen Pfanne 14 eingreift
und zudem axial stabil ist.
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Die
Gesamtlänge
des Stabilisierungsstifts 22, einschließlich des Kopfabschnitts 60,
liegt in einem Bereich zwischen 40 mm und 80 mm. Die Länge des
Schaftabschnitts 61 des Stifts 22 von der Eingreifschulter 78 bis
zum distalen Ende 94 im allgemeinen in einem Bereich zwischen
20 mm und 60 mm.
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Wie
in den 5A und 5B dargestellt, umfaßt die inferiore
Eingreifschulter 78 des Stabilisierungsstifts 22 eine
distale Deckoberfläche 79 und eine
vertikale Oberflächenwand 80.
Die Eingreifschulter 78 ist gemäß den Abmessungen des Stifts 22 ausgebildet,
wobei der proximale Schaftabschnitt 62 einen solchen Durchmesser
aufweist, daß er
bezüglich
der superioren vertikalen Wand 80 des Kopfabschnitts hinterschnitten
ist. Die distale Deckoberfläche 79 der Schulter 78 kann
bezüglich
der Wand 80 mit einem frei wählbaren Winkel zwischen 45° und 90° abgewinkelt
sein. Jedoch sollte der Winkel der Oberfläche 80 komplementär zu der
proximalen Deckoberfläche 29 innerhalb
der Öffnung 50 des
tibialen Führungseinsatzes 12 sein.
Die Abmessungen, mit denen die Oberflächen 79 gegenüber dem
proximalen Schaftabschnitt 62 hervorstehen, sollten ausreichend
sein, um das Eingreifen mit der proximalen Deckoberfläche 29 innerhalb
der Öffnung 50 des
tibialen Führungseinsatzes
zu gewährleisten
und beizubehalten. Vorzugsweise liegt diese Abmessung zwischen 0,5
und 4 mm.
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Wie
in den 2–10 dargestellt ist, können der
tibiale Führungseinsatz 12,
die tibiale Pfanne 14 und der Stabilisierungsstift 22 zusammengefügt werden,
um eine tibiale Komponente einer Kniegelenkprothese auszubilden.
Der Schaftabschnitt 61 des Stabilisierungsstsifts 22 ist
in der Öffnung 50 des
tibialen Führungseinsatzes 12 so
eingeführt,
daß sich dieser
in den Eingreifhohlraum 44 der tibialen Pfanne 14 hinein
erstreckt. Typischerweise ist der sich verjüngende distale Schaftabschnitt 64 des
Stabilisierungsstifts 22 in dem Hohlraum 44 der
tibialen Pfanne 14 vorgesehen, und der proximale Schaftabschnitt 62 wird
in der Öffnung 50 des
tibialen Führungseinsatzes 12 umgriffen.
Das Eingreifen des tibialen Führungseinsatzes 12,
der tibialen Pfanne 14 und des Stabilisierungsstifts 22 ist
so, daß der
tibiale Führungseinsatz 12 unabhängig von
der tibialen Pfanne 14 bleibt, und der stabilisierende
Stift 22 ist so ausgeführt,
daß er
bezüglich
dieser Komponenten drehbar ist.
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Wie
in der 11 gezeigt, ist
die Öffnung 50 des
tibialen Führungseinsatzes 12 in
der anterior-posterioren Richtung verlängert. Die Abmessungen dieser Öffnung sind
abhängig
von der Leistungsfähigkeit
und den Merkmalen veränderlich,
die für eine
vorgegebene Prothese erwünscht
sind. Jedoch weist die Öffnung 50 im
allgemeinen eine anterior-posteriore Abmessung auf, die, gemessen
von dem anterioren Ende 226 bis zu dem posterioren Ende 228,
ungefähr
2 bis 4 mm beträgt.
Diese Abmessungen erlauben ungefähr
2 bis 6 mm Freiraum zwischen einem mittig positionierten Stift 22 und
den anterioren und posterioren Endwänden 226, 228. Dementsprechend
hat der tibiale Führungseinsatz 12 ungefähr 2 bis
6 mm Freiraum zwischen einer mittig angeordneten Position und den
anterioren und posterioren Außenstellen,
wobei die Bewegung wesentlichen in posteriorer Richtung erfolgt.
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In
einer Ausführung
ist etwas Freiraum zwischen dem Stift 22 und den lateralen
und medialen 222, 224 Seitenwänden
der Öffnung 50 vorgesehen. Ein
solcher Aufbau erlaubt in geringem Maße eine medial-laterale Bewegung
des tibialen Führungseinsatzes 12 bezüglich der
tibialen Pfanne 14. Im allgemeinen beträgt der Freiraum zwischen dem
Stabilisierungsstift 22 und den medialen und lateralen
Seitenwänden 222, 224 ungefähr 0,25
mm. Damit kann der tibiale Führungseinsatz 12 bis
zu 0,25 mm in der medialen und lateralen Richtung bezüglich der
tibialen Pfanne 14 bewegt werden.
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Wie
in der 2 gezeigt ist,
ragt das proximale Ende 92 des Stabilisierungsstifts 22 von
der superioren Gelenkoberfläche 16 des
tibialen Führungseinsatzes 12 hervor,
wenn die tibiale Komponente des Prothesensystems zusammengesetzt
ist. Der Stabilisierungsstift 22 ist also bezüglich der
tibialen Pfanne 14 drehbar. Diese Konfiguration erlaubt
es dem Stabilisierungsstift 22, in die femorale Komponente 100 in
der im weiteren beschriebenen Art und Weise eingreifen.
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Gemäß den 3 bis 10 hat die femorale Komponente 100 eine
anteriore Seite 136 und eine posteriore Seite 138 und
umfaßt
eine erste Oberfläche 116,
die auf dem distalen Ende eines Schienbeins eines Patienten befestigbar
ist, sowie eine zweite Gelenkoberfläche 118. Die Gelenkoberfläche 118 umfaßt angrenzende
laterate 120 und mediale 122 Kondylen, die durch
einen Zwischen- oder Interkondylarbereich 123 miteinander
verbunden sind. Wie in den 2 bis 10 dargestellt ist, grenzen
die lateralen und medialen Kondylen 120, 122 der
femoralen Komponente 100 an die lateralen und medialen Kondylen 24, 26 des
tibialen Führungseinsatzes 12 und
können
mit diesen gelenkartig verbunden sein. Die Kondylen 120, 122 der
femoralen Komponente 100 und die Kondylen 24, 26 des
tibialen Führungseinsatzes 12 sind
so aufgebaut, daß sich
eine relativ große
Kontaktfläche
ergibt, wenn die Kondylen der femoralen Komponente und die Kondylen
des tibialen Führungseinsatzes
aufeinander befestigt sind. In einer beispielhaften Ausführung hat
jede Kondyle 120, 122 eine im allgemeinen ellipsoide
Form und weist in der anterior-posterioren Richtung und in der medialen-lateralen
Richtung eine gekrümmte,
konvexe Form auf.
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Wie
in den 5A und 9 gezeigt ist, umfassen die
Interkondylarbereiche 123 eine erste Eingreifoberfläche 140 und
eine zweite Eingreifoberfläche 150.
Die erste Eingreifoberfläche 140 ist
in einer Winkellage orientiert, die komplementär zu der Winkellage der superioren
Eingreifoberfläche 76 des
Stabilisierungsstifts 22 ist. Die Oberfläche 140 erstreckt sich
von der anterioren Seite 136 der femoralen Komponente 100 zur
posterioren Seite 138 der femoralen Komponente 100 hin.
Der posteriore Abschnitt der Oberfläche 140 trifft auf
die zweite Eingreifoberfläche 150,
die bei der posterioren Seite 138 der femoralen Komponente 100 ange ordnet
ist. Die zweite Eingreifoberfläche 150 weist
eine gekrümmte
nockenähnliche
Form auf, die im allgemeinen komplementär zu der gebogenen posterioren
Eingreifoberfläche 70 des
Stabilisierungsstifts 22 ist.
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Die
Bewegung der zweiten Eingreifoberfläche 150 der femoralen
Komponente 100 gegenüber der
gekrümmten
posterioren Eingreifoberfläche
des Stabilisierungsstifts 22 erzeugt eine posteriore Verschiebung
der femoralen Komponente 100, die durch die Beugung (Drehung)
der femoralen Komponente 100 verursacht wird. Die Form
der zweiten Eingreifoberfläche 150 hängt von
Faktoren ab, beispielsweise von dem femoralen anterior-posterioren
Profil, von der Einsatztopographie und von der Ausbildung/Form der
gebogenen posterioren Eingreifoberfläche 70. Während die
posteriore Eingreifoberfläche 70 durch
eine Krümmung
mit einem einzigen Radius definiert ist, kann die zweite Eingreifoberfläche 150 mit
zwei oder mehreren Radien ausgebildet sein. Indem die Form der zweiten
Eingreifoberfläche 150 verändert wird,
kann die Bewegung des Femurs während
der Beugung und Bewegung des Knies verändert werden.
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Wie
in den 3 bis 6 gezeigt ist, stößt die erste
Eingreifoberfläche 140 der
femoralen Komponente 100 an die superiore Eingreifoberfläche 76 des Stabilisierungsstifts 22 oder
berührt
diese, wenn sich das Prothesensystem bei einer Beugung von ungefähr 0° befindet.
In dieser Position ist der tibiale Führungseinsatz 12 gegenüber der
tibialen Pfanne 14 an einer ersten, im allgemeinen zentrierten
Position.
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Wie
in den 7 bis 10 gezeigt ist, stößt die zweite
Eingreifoberfläche 150 der
femoralen Komponente 100 an die posteriore Eingreifoberfläche 76 des
Stabilisierungsstifts 22 oder berührt diese, wenn sich das Prothesensystem
bei einer Beugung von 90° befindet.
In dieser Position ist der tibiale Führungseinsatz gegenüber der
tibialen Pfanne 14 an einer zweiten Position angeordnet.
Aus der Betrachtung beispielsweise der 6 und 10 ergibt
sich, daß sich
der tibiale Führungseinsatz 12 eines Übergangs von
einer Beugung mit 0° zu
einer Beugung mit 90° posterior
bewegt hat. Folglich wird ein optimales Zurückdrehen der femoralen Komponente
bezüglich der
tibialen Komponente erreicht, wodurch die Tibia eines Patienten
während
der Beugung des Knies anterior angeordnet ist. Dadurch wird die
Effizienz des Quadrizepsmuskels für den Patienten in dieser Position
durch die Anordnung der Tibia verbessert.
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Eine
weitere Ausführung
des Kniegelenkprothesesystems ist in den 12 bis 16 dargestellt.
In dieser Ausführung
umfaßt
das Prothesesystem einen tibialen Führungseinsatz 12,
eine tibiale Pfanne 14, ein Hülsen- oder Ringelement 20 und
getrennte Stabilisierungsstifte 22. Das Ringelement 20 ist
geeignet, mit dem tibialen Führungseinsatz 12 zusammenzupassen
und als Gelenkoberfläche
zwischen dem tibialen Führungseinsatz 12 und
dem Stabilisierungsstift 22 zu wirken, wenn sich der tibiale
Führungseinsatz 12 verschiebt
oder bewegt.
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Das
Ringelement 20 umfaßt
einen Flanschabschnitt 21, der sich entlang eines Teils
oder entlang des gesamten Umfangs des Ringelements 20 erstreckt.
Der Flanschabschnitt 21 definiert eine Öffnung 25, die in
der anterior-posterioren Richtung in gleicher Weise wie die Öffnung 50 des
tibialen Führungseinsatzes 12 verlängert ist.
Ein Seitenwandabschnitt 23 erstreckt sich distal von dem
Flanschabschnitt 21 und ist so dimensioniert, daß er sich von
der proximalen Deckoberfläche 29 zu
der inferioren Eingriffsoberfläche 18 des
tibialen Führungseinsatzes 12 erstreckt,
wenn die Komponenten zusammengefügt
sind.
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Das
Ringelement 20 kann aus einer Vielzahl von Materialien
hergestellt sein, die dem Fachmann bekannt sind. Geeignete Materialien
passen zu dem Stabilisierungsstift 22 und weisen eine gute
Beständigkeit
gegen Verschleiß sowie
eine geringe Reibung auf. Beispielsweise umfassen die Materialien
Titan, Titanlegierungen, Kobalt-Chromlegierungen und Polyethylen
mit ultrahohem Molekulargewicht.
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Für den Fachmann
ist es offensichtlich, daß der
Stabilisierungsstift 22 auch aus einer Vielzahl von geeigneten
Materialien hergestellt sein kann, einschließlich derer, aus denen das
Ringelement 20 hergestellt sein kann.
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Wie
in den 14 und 16 gezeigt, ist das Ringelement 20 innerhalb
der Öffnung 50 des
tibialen Führungseinsatzes 12 angeordnet.
Mit dieser Anordnung stößt der Flanschabschnitt 21 des
Ringelements 20 an die eingreifende Schulter 28,
um das Ringelement 20 gegenüber dem tibialen Führungselement 12 in
seiner Lage zu sichern. Typischerweise ist der proximale Schaftabschnitt 62 des
stabilisierenden Stifts 22 innerhalb einer inneren Umfangsseitenwand 27 des
Ringelements 20 umschlossen, wenn das System zusammengesetzt
ist. In dieser Konfiguration sitzt die distale Deckschulter 78,
die auf dem Stabilisierungsstift 22 ausgebildet ist, auf
dem Flanschabschnitt 21 des Ringelements 20 auf.
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Dem
Fachmann ist ersichtlich, daß kleinere Änderungen
an der hier beschriebenen Ausführung durchgeführt werden
können,
ohne den Umfang der Ansprüche
zu verlassen.