DE69924366T2

DE69924366T2 - Knieprothese

Info

Publication number: DE69924366T2
Application number: DE69924366T
Authority: DE
Inventors: Finn GRAMNÄS
Original assignee: Gramtec Innovation AB
Current assignee: Gramtec Innovation AB
Priority date: 1998-04-28
Filing date: 1999-04-27
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2019-04-28
Also published as: CA2330631A1; ES2241321T3; EP1075237B1; AU4302099A; JP2003527134A; WO1999055261A1; ATE291401T1; EP1075237A1; DE69924366D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Knieprothese, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.
Der Erfindung zugrunde liegender allgemeiner Stand der Technik
Traditionelle Reibungs-Verschlussvorrichtungen in Knieprothesen arretieren, wenn eine Last auf sie einwirkt, das heißt, wenn ein bestimmter Teil des Körpergewichts auf dem künstlichen Knie ruht. Das geschieht, wenn man stillsteht sowie während der Gehphase beim Fersenauftritt, d. h. wenn die Ferse auf den Boden aufsetzt, und während des Anhebens der Zehen, wenn die Last auf den Zehen ruht, während das Bein gestreckt wird, um die Schwungphase einzuleiten, wenn das Bei frei in der Luft schwingt.
Beim normalen Gehen ohne eine Prothese beginnt man bereits während des Anhebens der Zehen, das Kniegelenk zu beugen, um die Schwungphase einzuleiten, ehe das fragliche Bein vom gesamten Körpergewicht entlastet wird. Dies ist mit einer Knieprothese mit einer Reibungs-Verschlussvorrichtung der herkömmlichen Art nicht möglich. Das führt zu einem unnatürlichen Gang und erschwert das Treppensteigen und das Gehen auf unebenem Terrain sowie das Radfahren, da die Knieprothese arretiert, sobald sie belastet wird.
Knieprothesen mit Reibungs-Verschlussvorrichtungen in Form einer Bremstrommel werden in der US-A-4,206,519 und der 4,351,070 offenbart. Bei dem zuletzt erwähnten Dokument gibt es eine Verbindung für die Übertragung von Bewegungen in der Hüftachse auf die Verschlussvorrichtung für die Steuerung der Verschlussfunktion derselben als Reaktion auf das Drehmoment der Hüftachse.
Die WO 97/10781 offenbart eine Knieprothese, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert wird, mit einer Reibungs-Verschlussvorrichtung in Form eines elastisch verformbaren, im Wesentlichen C-förmigen Elements, das mit einem Schaft zusammenwirkt. Das C-förmige Element kann in unbelasteter Po sition um den Schaft gedreht werden, in der Verschlussposition wird es jedoch deformiert und an dem Schaft arretiert.
Gegenstand und wichtigste Merkmale der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Knieprothese der oben erwähnten Art, welche das Drehen des Kniegelenks gestattet, wenn es sich in unbelasteter Position befindet sowie wenn es sich noch unter der Körperlast während des Anhebens der Zehen befindet, wenn man sich auf die Zehen stellt, während das Bein gestreckt wird, um die Schwungphase einzuleiten, welche jedoch gegen das Drehen von der gestreckten zur gebeugten Position in anderen belasteten Positionen arretiert, das heißt während des Auftretens auf die Ferse, wenn man sich auf die Ferse stellt und während der mittleren Haltung, wenn man sich auf den gesamten Fuß stellt. Dies ist erfindungsgemäß durch die Merkmale erreicht worden, die in den Ansprüchen dargelegt werden.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung ist, dass das Kniegelenk einen Freilaufeffekt aufweist, dergestalt, dass sich das Kniegelenk immer, auch unter Belastung, von der gebeugten in die gestreckte Position drehen kann. Dadurch wird zum Beispiel das Treppensteigen möglich. Das Kniegelenk wird jedoch sofort wieder arretieren, wenn es in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, das heißt von der gestreckten zur gebeugten Position bei einer solchen Belastung, dass die Verschlussvorrichtung aktiviert wird.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend detaillierter unter Bezugnahme auf einige Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen gezeigt werden.
1 ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Knieprothese in unbelasteter Position.
2 zeigt die Knieprothese gemäß 1 in belasteter Position.
3 ist eine Ansicht der Knieprothese gemäß 1 und 2 mit voneinander getrennten und auseinander gezogenen Bauteilen.
4a–f veranschaulicht die Funktion der Knieprothese während der verschiedenen Phasen des Gehzyklus.
5 zeigt einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Knieprothese in unbelasteter Position.
6 ist eine Vorderansicht der Knieprothese gemäß 5.
7 ist eine Ansicht der Knieprothese gemäß 5 und 6 mit voneinander getrennten und auseinander gezogenen Bauteilen.
8 ist ein Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Knieprothese.
9 ist eine Ansicht der Knieprothese gemäß 7 mit voneinander getrennten und auseinander gezogenen Bauteilen.
Beschreibung von Ausführungsformen
Die in den 1 bis 4 gezeigte erfindungsgemäße Knieprothese umfasst ein oberes und ein unteres Element 10 und 11, die schwenkbar miteinander verbunden sind. Das obere Element ist für die Befestigung an einer Prothesenumhüllung 12 bestimmt, und das untere Element für die Befestigung an einer Unterschenkelprothese 13 (4), die eine mit dieser verbundene Fußprothese 13a aufweist.
Das obere Knieprothesen-Element 10 umfasst eine Fassung, bei der gezeigten Ausführungsform eine Gewindefassung 14, für die Verbindung mit einer Prothesenumhüllung, und einen Gehäuseabschnitt 15 mit einer Durchgangsöffnung 16 für die Aufnahme einer Verschlussvorrichtung 17 in Form einer Bremstrommel 17'. Das untere Knieprothesen-Element 11 weist eine Fassung 18 in der Form der Umhüllung für die Verbindung mit einer Unterschenkelprothese 13 und einen jochförmigen oberen Abschnitt 19 zwischen den Schenkeln 19a und b auf, von denen der Gehäuseabschnitt 15 des oberen Knieprothesen-Elements 10 aufgenommen wird.
Zwei Schäfte 20 und 21 erstrecken sich im Wesentlichen parallel durch die Schenkel 19 und die Bremstrommel 17' hindurch, die im Gehäuseabschnitt 15 angeordnet ist. Die Bremstrommel 17' ist schwenkbar um den ersten Schaft 20 angebracht. Der zweite Schaft 21 verläuft geradewegs durch den offenen Raum in der Bremstrommel 17' und bildet einen Teil der Aktivierungsvorrichtung für die Bremsfunktion der Knieprothese in einer Weise, die nachstehend detaillierter beschrieben wird. Der zweite Schaft 21 ist in einem bestimmten Abstand hinter dem ersten Schaft 20 angeordnet.
Die Bremsvorrichtung schließt neben der Bremstrommel 17' ein Betätigungselement 22 in Form eines Hebelarms ein, der sich durch die Bremstrommel 17' hindurch im Wesentlichen über die Schäfte 20 und 21 hinweg erstreckt. Die Bremstrommel 17' weist die Form eines offenen Rings auf, und der Hebelarm 22 erstreckt sich zwischen den Schenkeln 17a und b der Bremstrommel. Der Hebelarm 22 liegt gegen den zweiten Schaft 21 an, und er kann dadurch nach oben gedrückt werden und auf diese Weise die Schenkel 17a und b auseinander drücken, wobei sich die Bremstrommel 17 ausdehnt und reibschlüssig mit der Innenseite der Öffnung 16 in Eingriff kommt. Zwischen dem Hebelarm 22 und der Bremstrommel 17' ist auf der gegenüberliegenden Seite des Hebelarms in Bezug auf den zweiten Schaft 21 ein verstellbares elastisches Element 23 angeordnet, gegen welches der Hebelarm drückt, wenn er durch den zweiten Schaft 21 aktiviert wird, wodurch das elastische Element 23 die Aktion des Hebelarms 22 beschränkt. Das elastische Element 23, welches eine Umhüllung umfasst, durch welche hindurch sich eine Schraube 23a erstreckt, kann steifer gestaltet werden für die Anpassung an das Körpergewicht des Prothesenträgers und um so zu verhindern, dass das Kniegelenk zu leicht arretiert. Die Steifigkeit des Elements 23 kann angepasst werden, entweder durch ein festeres Anziehen der Schraube 23a, wodurch die Umhüllung zusammengepresst wird, oder durch den Austausch des Elements 23 gegen ein steiferes oder weicheres Gummielement 23.
Der Hebelarm 22 kann optional in einem bestimmtem Maße elastisch gestaltet werden, zum Beispiel aus einer Reihe von Federstahlelementen, die übereinander platziert sind, wodurch es möglich wird, die leichte elastische Beugung des Knies zu erzielen, die man normalerweise macht, wenn die Ferse aufgesetzt wird, Haltungsbeugung genannt. In diesem Fall muss das Element 23 relativ weich sein.
Ein Schenkel 17a der Bremstrommel 17' hält ein Lager für den ersten Schaft 20, während der zweite Schenkel 17b Reibungsanpassungsvorrichtungen 24, 25 für die Steuerung des Reibungsgrades während der unterschiedlichen Phasen des Gehzyklus trägt. Diese Reibungsanpassungsvorrichtungen umfassen einen konischen Keil 25 und eine Schraube 24, die mit diesem zusammenwirkt. Durch das Anziehen der Schraube 24 wird der Keil 25 bewegt und kann die Bremstrommel 17' ausdehnen. Eine Reibungsanpassung könnte alternativ erfolgen durch das Zusammendrücken der Schenkel 19a und b des jochförmigen Teils 19. Ein Bremsbelag, zum Beispiel ein Kunststoffband, könnte auf der Außenseite der Bremstrommel angebracht werden.
In 15 wird das Kniegelenk in einer Position gezeigt, in der die Bremstrommel 17' unbelastet ist und somit innerhalb der Öffnung 16 des Gehäuseabschnitts 15 gedreht werden kann. Wenn jedoch eine Belastung (2) auf das Bein ausgeübt wird, wird die Bremstrommel 17' nach unten gedrückt und dreht sich gleichzeitig um den ersten Schaft 20 in Richtung des Pfeils A. Wenn die Bremstrommel um den Schaft 20 gedreht wird, trifft der hintere Bremsbetätigungsschaft 21 auf den Hebelarm 22, welcher, wie oben beschrieben, die Bremstrommel 17' dazu zwingt, sich auszudehnen (Pfeil B) und reibschlüssig mit der Innenseite der Öffnung 16 im Gehäuseabschnitt 15 in Eingriff zu kommen. Das Kniegelenk wird dadurch arretiert.
Wenn während der Belastung das Kniegelenk von der gebeugten zur gestreckten Position gedreht wird, das heißt in entgegengesetzter Richtung zum Pfeil A, zwingt die Bewegung zwischen der Innenseite der Öffnung 16 im Gehäuseabschnitt 15 und der Bremstrommel 17' dieses dazu, sich zurück zur unbelasteten Position zu drehen (gestrichelte Linien). Der Hebelarm 22 wird dann den Schaft 21 verlassen, und das Kniegelenk kann dann frei entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht werden. Es wird sich jedoch sofort wieder arretieren, wenn es während der Belastung im Uhrzeigersinn gedreht wird.
In 4a–f wird die Bremsfunktion der Knieprothese während der verschiedenen Phasen des Gehzyklus gezeigt. In 4a wird die Fersenauftrittsposition gezeigt, in welcher die Ferse auf den Boden aufgesetzt wird, und der Träger damit beginnt, das in Frage kommende Bein zu belasten. Die Körpergewichts-Linie, die durch den Pfeil 26 veranschaulicht wird, verläuft in dieser Posi tion geradewegs durch den zweiten Schaft 21 oder hinter diesem, was bedeutet, dass das gesamte Körpergewicht die Bremstrommel 17' dazu zwingt, sich nach unten um den Schaft 20 zu drehen. Der Hebelarm 22 trifft dann auf den Schaft 21, der seinerseits gegen den Hebelarm 22 drückt, was die Bremstrommel 17' dazu zwingt, sich auszudehnen und die Kniegelenkprothese zu arretieren. Im Falle einer Erhöhung der Beugekraft nutzt das Kniegelenk den vorderer Schaft 20 als einen Fixpunkt, und der Abstand zwischen den Schäften 20 und 21 fungiert als ein Hebelarm und verstärkt die Bremskraft proportional zu der sich verstärkenden Beugekraft. Dies wird das Knie arretiert halten, unabhängig von den Beugekräften, die auf das Kniegelenk einwirken.
In 4b wird die mittlere Haltungsposition gezeigt, wenn der gesamte Fuß auf dem Boden ruht und das Körpergewicht im Wesentlichen direkt über das ganze Bein parallel dazu einwirkt. Die Körpergewichts-Linie 26 verläuft in dieser Position zwischen den beiden Schäften 20 und 21, was bedeutet, dass sowohl der vordere Schaft 20 als auch der hintere Schaft 21 belastet werden, wobei letzterer weiter gegen den Hebelarm 22 drückt und die Bremstrommel 17' arretiert. Wenn der Prothesenträger in dieser Position den Versuch unternehmen würde, das Kniegelenk zu beugen, so würde das nur zu einer höheren Kraftausübung auf den hinteren Bremsbetätigungsschaft 21 in der oben beschriebenen Weise führen.
In 4c wird die Phase des Anhebens der Zehen gezeigt, wenn man sich auf die Zehen stellt, während das Bein gestreckt wird, um die Schwungphase zu beginnen, in der das Bein frei in der Luft schwingt. Ein Teil des Körpergewichts ruht in dieser Position noch auf dem Bein. Beim normalen Gehen wird ein Beugen des Kniegelenks schon in dieser Position begonnen, um die Schwungphase zu beginnen, ehe das in Frage kommende Bein vom gesamten Körpergewicht entlastet worden ist. Die Körpergewichts-Linie 26 verläuft in dieser Position vom Zehenteil der Fußprothese 13a durch den oder vor dem vorderen Schaft 20, dem Lagerschaft, wobei das Körpergewicht auf dem vorderen Schaft 20 ruht. Auf den hinteren Bremsbetätigungsschaft 21 wird keine Belastung ausgeübt, wobei das Kniegelenk sich frei drehen kann, um die Schwungphase des Gehzyklus einzuleiten.
In 4d–f werden verschiedene Stadien der Einleitung der Schwungphase des Gehzyklus gezeigt, wobei sich die Kniegelenk-Prothese in verschiedenen Positionen befindet. In 4d wird ein gestrecktes Bein mit Anhebeposition der Zehen gezeigt, wobei die Körpergewichts-Linie 26 vom Zehenabschnitt der Fußprothese 13a und vor dem vorderen Schaft 20 verläuft. In einer Weise, die der entspricht, die im Zusammenhang mit 4c beschrieben wird, wird die Bremsfunktion deaktiviert, trotz der Tatsache, dass Körpergewicht das Bein noch belastet und das Kniegelenk für die Einleitung der Schwungphase gebeugt werden kann.
4a zeigt die Position mit angehobenen Zehen mit einer Beugung des Knies um zirka 45°. Der größte Teil des Körpergewichts liegt jetzt nicht mehr auf dem Bein, jedoch kann noch genügend Belastung vorhanden sein, um die Bremsfunktion zu aktivieren. Die Körpergewichts-Linie 26 ist jedoch noch vor dem vorderen Schaft 20, und es erfolgt keine Belastung auf den hinteren Bremsbetätigungsschaft 21. Wenn der Prothesenträger jedoch in dieser Position stolpern würde, kann das Körpergewicht durch das Strecken des Oberschenkelknochens nach hinten verlagert werden und dadurch die Bremse aktiviert werden.
In 4f wird das Ende der Phase des Anhebens der Zehen gezeigt, in dem Moment, wo das Körpergewicht nicht mehr auf das Bein einwirkt. Das Bein ist jetzt um zirka 55° gebeugt, und die Körpergewichts-Linie 26 verläuft durch den hinteren Bremsbetätigungsschaft 21, aber da das Bein nicht belastet wird, kann das Kniegelenk gedreht werden. Wenn der Prothesenträger in dieser Position jedoch stolpern würde oder wenn etwas Unerwartetes eintreten würde, kann der Prothesenträger die Bremse aktivieren, indem er den Oberschenkelknochen streckt.
Die Ausführungsform gemäß 5 bis 7 ist der ähnlich, die in 1 bis 4 gezeigt wird, und sie unterscheidet sich von dieser hauptsächlich dadurch, dass die Bremstrommel 17' verkürzt worden ist, um Raum für ein Kugellager 31 auf beiden Seiten zu schaffen. Dadurch wird die seitliche Stabilität des Kniegelenks verbessert. Die Stabilisierung der Kugellager 31 wird über eine Platte 32 übertragen, die in der Mitte der Lager platziert ist, wobei diese Platte eine Öffnung 33 für den vorderen Schaft 20 und eine längliche Öffnung 34 für die Ermöglichung der Bremsbetätigungsbewegung des zweiten Schafts 21 aufweist. Das elastische Element 23 in der Ausführungsform gemäß 1 bis 4 ist ersetzt worden durch ein funktionell entsprechendes Element 38. Die Reibungsanpassungsvorrichtungen 24, 25 gemäß 1 bis 4 sind ersetzt worden durch die Teile 35, 37 und 39.
Das obere Kniegelenk-Element 10 hat eine untere teilzylindrische äußere Oberfläche 10a. Das Gehäuseelement 35 ist am unteren Kniegelenk-Element 11 mit Hilfe der Anpassungsvorrichtung 37 und der Schraubenmutter 37b befestigt. Das elastische Element 38 ist unterhalb der Anpassungsvorrichtung 37 platziert und hilft dieser, das obere Kniegelenk-Element 10 und seine teilzylindrische Oberfläche 10a gegen den Gehäuseabschnitt 35 und dessen entsprechende Oberfläche 35a zu drücken. Wenn die Schraubenmutter 37b angezogen wird, drückt die Anpassungsvorrichtung 37 stärker gegen das elastische Element 38, da dieses gezwungen wird, nach unten entlang der teilzylindrischen Oberfläche 10a zu gleiten. Das obere Kniegelenk-Element 10 wird dann zwischen der Anpassungsvorrichtung 37 und dem Gehäuseabschnitt 35 eingeklemmt, betätigt durch das zusammengedrückte elastische Element 38. Dies erzeugt einen Reibungswiderstand, wenn das Kniegelenk-Element 10 gedreht wird. Die innere Bremstrommel wird jetzt nicht für das Bremsen der Schwungbewegung des Beins benötigt, sondern wird nur für die Arretierung des Kniegelenks genutzt. Das elastische Element 38 hat ebenfalls die gleiche Funktion wie das Element 23 in 3. Um die Bremstrommel 17' und das obere Kniegelenk-Element 10 zu belasten, bis eine Drehung um den ersten Schaft eingeleitet wird und die Bremse aktiviert wird, muss das elastische Element 38 mit Hilfe der Anpassungsvorrichtung 37 bei der Bewegung um den ersten Schaft 20 zusammengedrückt werden.
Die Ausführungsform gemäß 8 und 9 ist ähnlich derjenigen, die in 5 bis 7 offenbart wird. Die Konstruktion der Bremstrommel 17 und der Platten 32 ist jedoch eine andere: Die Platten 32, die Öffnungen 33 und 34 für die Schäfte 20 und 21 aufweisen, sind miteinander verbunden durch ein Zwischenelement 32', um welches herum die Bremstrommel 17 angeordnet ist. Die Bremstrommel 17 weist in diesem Fall keine Öffnung für den Schaft 20 auf.
Es gibt einen wesentlichen Unterschied bei der Ausführung der Reibungsanpassungsvorrichtung, mit deren Hilfe der Reibungswiderstand gegen die Drehung des Kniegelenks angepasst wird. Diese Vorrichtung umfasst in diesem Falle einen Bremsschuh 43, der gegen die teilzylindrische Oberfläche 10a des oberen Kniegelenk-Elements 10 angezogen werden kann. Ein Reibungselement 44, das gegen ein elastisches Gummielement 45 anliegt, ist in einer ersten Vertiefung 46 im Bremsschuh 43 angeordnet, während ein Gleitblock 47, zum Beispiel aus Teflon, in einer zweiten Vertiefung 48 am entgegengesetzten Ende des Bremsschuhs platziert ist. Der Bremsschuh 43 ist so in Bezug auf die Schäfte 20 und 21 angeordnet, dass das Reibungselement 44 gegen das Kniegelenk-Element 10 an einem Punkt direkt gegenüber dem Schaft 20 und dessen Verbindungslinie mit dem Schaft 21 drückt. Dadurch wird der wichtige Vorteil erzielt, dass die Reibung im Kniegelenk angepasst werden kann, ohne in einer entsprechenden Weise die Funktion der Verschlussvorrichtung, das heißt Schaft 21, Hebelarm 22 und die Bremstrommel 17 zu beeinflussen.
Die Reibungsanpassungsvorrichtung schließt weiterhin ein konisches Anpassungselement 49 ein, das mit Hilfe von Anpassungsschrauben 50 in einer keilförmigen Auskehlung 51 im Gehäuseabschnitt 35 verlagert werden kann. Durch die Verlagerung des Anpassungselements 49 in der Auskehlung 51 wird der Kontaktdruck des Reibungselements 44 gegen das Kniegelenk-Element 10 erhöht oder verringert. Bei der gezeigten Ausführungsform beträgt der Abstand zwischen dem Anpassungselement 49 und dem Reibungselement 44 zirka ein Drittel des Abstands zwischen dem Anpassungselement 49 und dem Gleitblock 47. Dies bedeutet, dass, wenn eine Hebekraft auf das Anpassungselement 49 durch die Verlagerung desselben in seiner Auskehlung 51 ausgeübt wird, diese Hebekraft so verteilt wird, dass 75% auf das Reibungselement 44 und 25% auf den Gleitblock 47 ausgeübt werden. Der Teil der Hebekraft durch das Anpassungselement 49, die auf den Gleitblock 47 ausgeübt wird, wird genutzt, um eine nach oben gerichtete Hebekraft auf das Kniegelenk-Element 10 auszuüben. Damit wird eine unabsichtliche Arretierung der Bremstrommel verhindert.
Durch diese Anordnung wird eine geringere Kraft beim Auftreten mit der Ferse für die Aktivierung der Bremstrommel 17 im Vergleich zu den oben gezeigten Ausführungen benötigt, wo zum Beispiel in 2 die gesamte Ausdeh nungskraft des Elements überwunden werden muss, um die Bremse zur Arretierung zu veranlassen. Das Gleiche gilt ebenfalls für 8, wo die gesamte Kraft des elastischen Elements überwunden werden muss, ehe die Bremse arretiert. Bei der Ausführungsform gemäß 8 ist es lediglich erforderlich, dass die Hebekraft des Gleitblocks überwunden wird. Diese Kraft beträgt lediglich 25% der Gesamthebekraft, die auf das Kniegelenk-Element 10 mit Hilfe des Anpassungselements 49, des Bremsschuhs 43 und der Reibungselemente 44 und 47 ausgeübt wird.
Das oben beschriebene Prinzip der Reibungsanpassung der Drehung des Kniegelenks, bei welchem der Reibungsdruck auf das Kniegelenk-Element 10 direkt gegenüber dem Schaft 20 und seiner gedachten Verbindungslinie mit dem Bremsbetätigungsschaft 21 ausgeübt wird, kann natürlich auf andere Art und Weise ausgeführt werden als in 8 und 9 gezeigt wird, und es kann ebenfalls auf die anderen Ausführungsformen angewandt werden. Der Vorteil ist, wie oben offenbart, dass der Reibungswiderstand gegen die Drehung des Kniegelenks weniger abhängig von der Aktivierung der Verschlussvorrichtung ausgeübt wird und angepasst werden kann.
Bei allen oben beschriebenen Ausführungsformen ist die relative Platzierung der zwei Schäfte 20 und 21 wichtig für die Erzielung des gewünschten Verschlusseffekts. Somit sollten der erste Lagerschaft 20 und der zweite Bremsbetätigungsschaft 21 in einer solchen Position in Bezug aufeinander so angeordnet sein, dass die Aktionslinie 28 von einer Belastung der Knieprothese in Verbindung mit dem Anheben der Zehen während des Gehzyklus durch den ersten Schaft 20 hindurch oder vor demselben verläuft, damit der zweite Schaft 21 unbelastet ist und die Verschlussvorrichtung 17 deaktiviert wird. Damit wird die Knieprothese nur beim Auftreten mit der Ferse und bei der mittleren Haltungsposition, wenn der gesamte Fuß auf den Boden gestellt ist, arretieren, während die Drehung möglich ist, wenn das Kniegelenk beim Anheben der Zehen noch belastet ist.
Alle beschriebenen Ausführungsformen haben einen Freilaufeffekt, dergestalt, dass sich das Kniegelenk, auch unter Belastung, immer von der gebeugten in die gestreckte Position drehen kann. Damit wird zum Beispiel das Treppensteigen möglich. Das Kniegelenk wird jedoch sofort wieder arretieren, wenn es in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, das heißt, von der gestreckten in die gebeugte Position, unter einer solchen Belastung, dass die Verschlussvorrichtung aktiviert wird.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern sie kann innerhalb des Schutzumfangs der nachfolgenden Ansprüche verändert werden. Es gilt zum Beispiel für alle Ausführungsformen, dass die Kupplungsvorrichtung an die Prothesenumhüllung und an den Unterschenkel von einem anderen Typ als der hierin beschriebene sein kann.

Claims

Eine Knieprothese, die zwei schwenkbar miteinander verbundene Elemente (10, 11) mit einer Verschlussvorrichtung (17) und einen ersten (20) und einen zweiten Schaft (21) aufweist, wobei sich der zweite Schaft in einem Abstand hinter dem ersten Schaft, in Gehrichtung gesehen, befindet und die Verschlussvorrichtung so angeordnet ist, dass die Elemente in einer unbelasteten Position schwenken können, jedoch das Schwenken von einer gestreckten zur gebeugten Position bei Belastung verhindert wird, wobei die Verschlussvorrichtung (17) eine Bremstrommel (17') umfasst, welche mit Hilfe des ersten Schafts (20) schwenkbar mit einem der Knieprothesenelemente (11) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremstrommel (17') mit dem zweiten Schaft (21) dergestalt zusammenwirkt, dass, wenn der zweite Schaft belastet wird, sich die Bremstrommel (17') ausdehnt und reibschlüssig im zweiten Knieprothesenelement (10) in Eingriff kommt, das als Lagergehäuse ausgebildet ist, wobei die zwei Knieprothesenelemente (10, 11) miteinander in Eingriff kommen, während, wenn der zweite Schaft (21) unbelastet ist, sich die zwei Knieprothesenelemente (10, 11) in Bezug aufeinander drehen können, wobei das strukturelle Verhältnis zwischen dem ersten und dem zweiten Schaft (21 und 22) dergestalt ist, dass, wenn die Aktionslinie (26) von einer Belastung auf der Knieprothese durch den zweiten Schaft (21) oder zwischen dem ersten und dem zweiten Schaft hindurch verläuft, der zweite Schaft (21) auf die Bremstrommel (17') einwirkt, um diese zu erweitern und zu betätigen, während, wenn die Aktionslinie (26) von dieser Belastung durch den ersten Schaft (20) hindurch oder an einer Seite desselben entlang verläuft, die vom zweiten Schaft (21) abgewandt ist, der zweite Schaft (21) entlastet wird und die Bremstrommel (17') deaktiviert wird.
Eine Knieprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Schaft (21) mit einem Hebelarm (22) zusammenwirkt, welcher die Bremstrommel (17') gegen die Wirkung eines elastischen Elements (23) betätigt, das zwischen der Bremstrommel und dem Hebelarm auf der gegenüberliegenden Seite desselben in Bezug auf den zweiten Schaft (21) angeordnet ist.
Eine Knieprothese nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (23) für die Anpassung an das Körpergewicht des Prothesenträgers verstellbar ist.
Eine Knieprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremstrommel (17') die Form eines offenen Rings hat und dass sich der Hebelarm (22) zwischen den Schenkeln (17a, b) erstreckt, welche die Öffnung des Rings bilden und bei Betätigung der Bremstrommel diese Schenkel auseinander drückt.
Eine Knieprothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schaft (20) in einem Schenkel (17a) der Bremstrommel angebracht ist, während der zweite Schenkel (17b) Reibungsanpassungsvorrichtungen (24, 25) trägt.
Eine Knieprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlussvorrichtung eine Bremstrommel (17') in Form eines offenen Rings aufweist, dessen eine Endoberfläche mit dem zweiten Schaft (21) zusammenwirkt.
Eine Knieprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Knieprothese einen Freilaufeffekt aufweist, dergestalt, dass sich das Kniegelenk immer, auch unter Belastung, von der gebeugten in die gestreckte Position drehen kann.
Eine Knieprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibungsbremse (43, 44) zur Einwirkung auf das erste Kniegelenkelement (10) angeordnet ist, um die Drehbewegung desselben relativ zum zweiten Kniegelenkelement (11) zu bremsen, wobei die Reibungsbremse zur Einwirkung auf das erste Kniegelenkelement (10) an einem Punkt angeordnet ist, der sich gegenüber dem ersten Schaft (20) und seiner Verbindungslinie mit dem zweiten Schaft (21) befindet.
Eine Knieprothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungsbremse als Bremsbacke (43) ausgebildet ist, welche an einem Ende ein Reibungselement (44) trägt, das so angeordnet ist, dass es Reibung gegen das erste Kniegelenkelement (10) erzeugt, um die Drehbewegung desselben relativ zum zweiten Kniegelenkelement (11) zu bremsen, und an seinem anderen Ende ein Gleitelement (47) trägt, das so angeordnet ist, dass es eine Hebekraft auf dem ersten Kniegelenkelement (10) erzeugt, um dieses daran zu hindern, unabsichtlich die Verschlussvorrichtung (17) zu betätigen.
Eine Knieprothese nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellvorrichtung (49, 50, 51) angeordnet ist, um auf die Bremsbacke (43) einzuwirken, um den Kontaktdruck des Reibungselements (44) und des Gleitelements (47) gegen das erste Kniegelenkelement (10) anzupassen, an dem die Einstellvorrichtung (49, 50, 51) so angeordnet ist, dass sie an einem Punkt einwirkt, der sich in einem kürzeren Abstand vom Reibungselement (44) als vom Gleitelement (47) befindet, so dass beim Festziehen des Einstellelements ein größerer Teil des Kontaktdrucks auf das Reibungselement (44) als auf das Gleitelement (47) verteilt wird.
Eine Knieprothese nach einem der vorangehenden Ansprüche mit einer mit der Knieprothese verbundenen Unterschenkel- und Fußprothese, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Schaft (20, 21) sich in einem solchen Abstand voneinander befinden, dass die Aktionslinie (26) von einer Belastung der Knieprothese in Verbindung mit dem Anheben der Zehen der Fußprothese während des Gehzyklus in Bezug auf den ersten und zweiten Schaft (20, 21) so verläuft, dass der zweite Schaft (21) entlastet wird und die Verschlussvorrichtung (17) deaktiviert wird.