DE69934639T2

DE69934639T2 - In einem Gehäuse mit Innengewinde befestigter femoraler Schaft für eine modulare Knieprothese

Info

Publication number: DE69934639T2
Application number: DE69934639T
Authority: DE
Inventors: Michael West Barnstable O'Neil; Arnold Oyola
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 1998-09-18
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2019-09-18
Also published as: DE69934639D1; EP0986994B1; US6126693A; JP2000126213A; EP0986994A2; EP0986994A3; JP4382920B2

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft medizinische Vorrichtungen und genauer prothetische Gelenkkomponenten.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Gelenkplastik ist eine gut bekannte chirurgische Prozedur, bei der ein erkranktes und/oder geschädigtes natürliches Gelenk durch ein prothetisches Gelenk ersetzt wird. Eine typische Knieprothese umfaßt eine Schienbeinkomponente, eine Oberschenkelkomponente, eine Oberschenkelschaftanordnung und eine Kniescheibenkomponente. Die Oberschenkelkomponente umfaßt im allgemeinen ein Paar beabstandeter Kondylenteile, deren obere Flächen mit einem Teil der Schienbeinkomponente ein Gelenk bilden. Die Oberschenkelschaftanordnung sorgt für seitliche Stabilität, und sie umfaßt typischerweise ein Element, das innerhalb eines ausgefrästen Markkanales in dem distalen Ende eines Oberschenkels eingesetzt wird. Der Schaft wird typischerweise durch einen Kragen und einen Bolzen durch eine Bohrung oder Öffnung, die sich vollständig durch die Oberschenkelkomponente erstreckt, mit der Oberschenkelkomponente verkoppelt.
Obwohl modulare Systeme für eine vorteilhafte Verringerung im Lagerbestand von Kniekomponenten sorgen können, sprechen bekannte Systeme nicht vollständig die Probleme an, die mit Variationen in der Markkanalgeometrie verbunden sind. Genauer passen die Variationen bei der Morphologie des Markkanals oftmals nicht zu der Geometrie des Schaftes, was den Chirurgen zwingt, das Positionieren der Oberschenkelkomponente, die an den Schaft angepaßt wird, durch andere Betrachtungen als die der Form des Kanals festzulegen.
Wenn zum Beispiel die Implantatgeometrie nicht zur Kanalgeometrie paßt, kann der Schaft des Implantats die kortikale Wand des Markkanals berühren, wobei der Schaft eingeklemmt wird. Dieses Problem kann weiter kompliziert werden, wenn ein Oberschenkelschaft an eine Hülse angepaßt wird, welche die effektive Länge des Schaftes vergrößert, so daß er sich in einem gebogenen Bereich des Markkanals befindet.
Als Antwort auf die obigen Probleme kann ein Chirurg gezwungen sein, den Schaft (oder die gesamte Komponente) zu entfernen und sie durch einen Schaft mit einem kleineren Durchmesser oder geringerer Länge zu ersetzen, selbst wenn der Ersatzschaft als weniger geeignet als der ursprüngliche Schaft angesehen wird, außer was den unrichtigen Sitz betrifft. Auch kann es sein, daß der Chirurg Kerben in den Oberschenkel schneiden muß, um eine verschobene Oberschenkelkomponente aufzunehmen.
Weiterhin können bekannte Prothesenbefestigungssysteme zusätzliche Probleme verursachen, die mit der Erzeugung von Verschleißteilen und Drittkörperteilchen zusammenhängen. Da bekannte Systeme einen Schaft benutzen, der typischerweise an der Oberschenkelkomponente durch eine Bohrung befestigt ist, die sich vollständig durch die Oberschenkelkomponente erstreckt, sind jegliche Verschleißtrümmer oder erzeugte Teilchen in der Lage, einfach in das Gelenk zu wandern. Die Erscheinung von Verschleißtrümmern innerhalb künstlicher Gelenke ist ein ernsthaftes Problem, das das richtige mechanische Funktionieren des Gelenkes verhindern kann. Wenn sich Verschleißabfall innerhalb eines künstliches Gelenkes entwickelt, muß dies üblicherweise durch chirurgisches Entfernen der Trümmer oder durch anschließendes Ersetzen des künstlichen Gelenkes korrigiert werden.
Die US 5 326 359 offenbart eine Knieprothese nach dem einleitenden Teil von Anspruch 1.
Daher, trotz des Vorhandenseins von Gelenkprothesen mit modularen Komponenten bleibt ein Bedürfnis nach einer modularen Gelenkprothese, die eine größere Flexibilität hat, um unterschiedliche Anatomien des Patienten und Gelenkzustände zu bedienen und die Möglichkeit von Verschleißtrümmern und der Teilchenwanderung und/oder deren Erzeugung verringert.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Kniegelenkprothese wie hiernach beansprucht und mit verbesserter Vielseitigkeit. Komponenten der modularen Prothese der Erfindung können sowohl mit der rechten als auch mit der linken Prothese verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung stellt eine modulare Knieprothese zur Verfügung, die eine Oberschenkelkomponente mit einem Paar beabstandeter Kondylenteile und einer Buckelstruktur, die sich zwischen den Kondylenteilen erstreckt, umfaßt. Bevorzugt hat die Buckelstruktur einen mit Gewinde versehenen Blindhohlraum, der in einer obenliegenden Fläche der Buckelstruktur gebildet ist. Die Knieprothese umfaßt weiterhin eine Schaftkomponente, welche ein proximales Ende und ein mit Gewinde versehenes distales Ende hat, das so wirkt, daß sie passend in den Blindhohlraum eingreift.
Eine Einbaufläche kann vorgesehen sein, die in die Buckelstruktur der Oberschenkelkomponente integriert ist, um die Winkelstellung der Schaftkomponente relativ zu der Oberschenkelkomponente zu variieren. Die Einbaufläche ist im wesentlichen quer zu einer Längsachse des Schaftelementes ausgerichtet, wenn das Schaftelement darauf aufgebaut ist, so daß eine Anlagefläche der Schaftkomponente und einer obere Fläche der Buckelstruktur einen ausgewählten Einbauwinkel zwischen sich definieren. Schließlich umfaßt die Knieprothese eine Kontermutter, die zwischen dem Schaftelement und der Oberschenkelkomponente angeordnet ist, um das Schaftelement an der Oberschenkelkomponente unter verschiedenen Ausrichtungen sicher zu halten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung und deren begleitenden Vorteile und Merkmale wird einfacher durch Bezugnahme auf die folgende genaue Beschreibung erlangt, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet wird, wobei:
1 eine Explosionsansicht einer mehrteiligen Gelenkprothesenkomponente ist;
2 eine Ansicht des zusammengesetzten Gelenkkomponentensystems, das in 1 gezeigt ist;
3A eine Schnittansicht des Gelenkkomponentensystems entlang der Linie 3A-3A in 2 ist;
3B eine detaillierte Ansicht des Bereiches A in 3A ist;
4 eine Draufsicht auf das Gelenkkomponentensystem der 1 ist;
5 eine Schnittansicht des Gelenkkomponentensystems entlang der Linie 5-5 in 4 ist;
6A eine Seitenansicht des Kontermutterelementes der 1 ist; und
6B eine Draufsicht auf das Kontermutterelement der 6A ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 ist eine Explosionsansicht einer modularen prothetischen Gelenkprothese 10, die eine Anzahl modularer Komponenten umfaßt, einschließlich eines länglichen Schaftelementes 12, eines Kontermutterelementes 14 und einer Oberschenkelkomponente 18. Der Aufbau der vorliegenden Erfindung sorgt für eine Vielzahl von Einbaumöglichkeiten, die mit den verschiedenen möglichen Ausrichtungen des Oberschenkelschaftes kompatibel sind, wenn er in dem distalen Bereich des Oberschenkels angebracht wird.
Mit Bezug wieder auf 1 hat der Schaft 12 ein proximales Ende 22 und ein distales Ende 24 mit einem gewölbten oder ausgestellten Bereich 26, der zwischen dem proximalen und distalen Ende 22, 24 angeordnet ist. Der gewölbte Bereich 26 umfaßt eine distal weisende Fläche 28, welche eine passende Schulter bildet, die zum Anpassen an die Kontermutter 14 ausgelegt ist oder als Alternative direkt mit der Oberschenkelkomponente 18, wie es später hierin in weiteren Einzelheiten diskutiert wird. Das distale Ende 24 des Schaftes 12 umfaßt einen Verbinderteil 30, der sich distal von der distal weisenden Fläche 28 erstreckt. Der Verbinderteil 30 hat auf sich Gewindegänge 29 ausgebildet, die so wirken, daß sie über das Gewinde entweder der Kontermutter 14 oder der Oberschenkelkomponente 18 oder über beide greifen, wie es in weiteren Einzelheiten später hiernach diskutiert wird.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform hat der Verbinderteil 30 des Schaftes 12 einen Außendurchmesser (D1), der relativ kleiner ist als der Außendurchmesser (D2), wenn er an dem gewölbten Bereich 26 gemessen wird. Bevorzugt ist der Außendurchmesser (D3) des proximalen Endes 22 des Schaftes 12 auch geringer als der Außendurchmesser (D2) des gewölbten Bereiches 26.
Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der Schaft 12 einen Grad der Verlagerung in der medial-lateralen Richtung in bezug auf die Oberschenkelkomponente haben. Obwohl die gezeigte und beschriebene Ausführungsform eine Verlagerung in jeder Richtung der medial-lateralen Ebene ermöglicht, kann die Verlagerung auch in der Richtung von vorn nach hinten vorgesehen sein und gegebenenfalls an irgendeiner Stelle zwischen mediallateral und vorn-hinten.
Mit Bezug auf 2 hat die Oberschenkelkomponente 18 ein Paar Kondylenteile 36, 38, welche durch eine interkondylare Buckel- oder Kastenstruktur 40 verbunden sind. Die Oberschenkelkomponente 18 hat eine gelenkbildende Fläche 42, eine gegenüberliegende Fläche 44 und eine vordere Seite 52 und eine hintere Seite 54. Die vordere Seite 52 der Oberschenkelkomponente 18 umfaßt eine Kniescheibennut 70, in welcher eine Kniescheibenprothesenkomponente (nicht gezeigt) sitzt. Die Flächen 42 der gekrümmten Kondylenteile 36, 38 bilden ein Gelenk mit einer (nicht gezeigten) prothetischen Schienbeinkomponente, die auf dem Kopf des Schienbeins angebracht ist, in einer Weise, die den Durchschnittsfachleuten gut bekannt ist.
Mit Bezug nun auf die 3A–5 hat die Buckelstruktur 40 ein Paar im wesentlichen vertikaler Seitenwände 40A, die durch eine obere oder oben liegende Sitz- oder Einbaufläche 40B verbunden sind. Die Buckelstruktur 40 hat weiter einen Blindhohlraum 46, der darin gebildet ist, der sich von der oberen Fläche 40B teilweise in Richtung auf eine untenliegende Fläche 40C der Buckelstruktur 40 erstreckt. Der Hohlraum 46 ist weiter definiert durch Seitenwände 48, die an einem distalen Ende durch eine im wesentlichen horizontale Endwand 50 begrenzt sind. Bevorzugt ist der Hohlraum 46 nicht nach unten oder zur gelenkbildenden Fläche 42 der Oberschenkelkomponente 18 offen, so daß das Wandern von irgendwelchen Verschleißtrümmern oder Drittkörperteilchen verhindert wird, die von der Prothese erzeugt werden können.
Die Form des Hohlraums 46 kann elliptisch, oval, kugelförmig oder in irgendeiner anderen geeigneten Form vorliegen, um so das distale Ende des Schaftes 12 zu beherbergen. Wenn die Prothese einmal zusammengesetzt ist, nimmt der Hohlraum 46 das distale Ende des Schaftes 12 auf und ist an dieses angepaßt, so daß der Schaft 12 in einer gewünschten Ausrichtung sicher gehalten wird, wie es in weiteren Einzelheiten hiernach diskutiert wird. Weibliche Gewindegänge können innerhalb des Hohlraums 46 gebildet werden, um in entsprechende männliche Gewindegänge 29 einzugreifen, die auf dem distalen Verbinderteil 30 des Schaftelementes 12 gebildet sind.
Mit Bezug auf die 3A–3B ist bei einer beispielhaften Ausführungsform ein Teil der oben liegenden Fläche 40B der Buckelstruktur 40 abgeschrägt und bildet einen Winkel mit einer Querebene 22. Die distal weisende Fläche 28 des Schaftelementes 12 und die oben liegende Fläche 40B der Buckelstruktur 40 können dann eine Einbauwinkel (a) bilden, wenn der Schaft in die Oberschenkelkomponente 18 eingebaut ist und an der oberen Fläche 40B des Buckels anliegt. Der Winkel (a) liegt bevorzugt zwischen ungefähr 1° und ungefähr 15°.
Gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung kann die Anlagefläche 40B des Buckels in der Richtung von vorn nach hinten geneigt sein, entweder zu der vorderen oder zur hinteren Seite, wenn es in der sagittalen Ebene gemessen wird. Ähnlich kann die Fläche 40B in der medial-lateralen Richtung entweder auf die mediale Seite oder die laterale Seite verkippt sein, wenn es in der koronalen Ebene gemessen wird. Bevorzugt kann der Winkel (α)in irgendeiner Richtung im Bereich zwischen ungefähr 1° und ungefähr 15° liegen. Diese variierte Winkelstellung liefert eine Vielzahl von Einbauwinkeln für den Schaft, die mit den verschiedenen möglichen Ausrichtungen des Oberschenkelschaftes kompatibel ist, wenn er im distalen Teil des Oberschenkels angebracht ist. Die Einbaufläche 40B des Buckels kann so ausgestaltet sein, daß sie irgendeine Kombination von Winkelstellungen der koronalen und sagittalen Ebene bereitstellt, die durch die vorstehenden Winkelbereiche beschränkt sind.
Die 6A und 6B veranschaulichen die Kontermutter 14, die bei der vorliegenden Erfindung verwendbar ist. Die Mutter 14 umfaßt im allgemeinen gegenüberliegende obere und untere Teile 60, 62, die durch im wesentlichen vertikale Seitenwände 63 begrenzt sind. Eine mittlere Öffnung 64 erstreckt sich zwischen den gegenüberliegenden oberen und unteren Teilen 60, 62. Bevorzugt sind Gewinde in einer Innenfläche 66 der Mutter 14 gebildet, die so wirken, daß sie über das Gewinde in entsprechende Gewinde eingreifen, die auf dem distalen Ende des Schaftes 12 gebildet sind. Der untere Teil 62 ist so ausgelegt, der an die oben liegende Fläche 40B der Buckelstruktur 40 angepaßt ist und daran anliegt, wenn die Komponenten der Prothese zusammengesetzt sind. Die Kontermutter 14 kann aus irgendeinem biokompatiblen Material aufgebaut sein, so wie Kobalt/Chrom oder Titanlegierung, rostfreiem Stahl, Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht oder Polyethylen mit hoher Dichte.
Wie oben beschrieben wirken der Schaft 12 und die Oberschenkelkomponente 18 zusammen, um den Schaft 12 sicher an der Oberschenkelkomponente 18 zu halten. Wenn ein gerader oder nicht gebogener Schaft verwendet wird, ist die direkte Verbindung zwischen dem Schaft und der Oberschenkelkomponente typischerweise ausreichend, um in adäquater Weise den Schaft sicher zu halten, ohne den Schaft übermäßig zu belasten. Wenn jedoch ein gebogener Schaft verwendet wird, kann die Kontermutter erforderlich sein, um die Bogenanordnung in bezug auf die medial/laterale oder vordere/hintere Ebene der Oberschenkelkomponente zu verriegeln.
Mit Bezug auf die 1–5 kann eine beispielhafte modulare Knieprothese, welche die oben beschriebenen Komponenten verwendet, in der folgenden Weise zusammengesetzt werden. Die Kontermutter 14 wird auf der oben liegenden Fläche 40B der Buckelstruktur 60 derart angeordnet, daß die Öffnung 64 der Kontermutter mit dem Hohlraum 46 ausgerichtet ist. Als Alternative kann die Kontermutter 14 direkt vorab auf das distale Ende des Schaftelementes 12 geschraubt sein. Der Schaft 12 wird an die Kontermutter 14 angepaßt, indem das distale Verbinderteil 30 durch die Öffnung 64 der Mutter gebracht wird, so daß die Paßfläche oder die Schulter 28 auf der oberen Fläche 60 der Mutter 14 ruht. Das distale Ende 24 des Schaftes 12 wird derart positioniert, daß wenigstens ein Teil des Verbinderendes 30 in den Kastenhohlraum 46 vorspringt und sich in diesem erstreckt. Das Verbinderende 30 des Schaftes 12 wird in Gewindeeingriff mit dem Hohlraum 46 gedreht. Die Kontermutter 14 kann angezogen werden, um über das Gewinde des distalen Verbinderteils 30 des Schaftes 12 der Oberschenkelkomponente 18 zu greifen.
Die Kontermutter 14 erlaubt den Einbau bevorzugt eines gebogenen Schaftes innerhalb des Hohlraums 46 unter einem Winkel, der von einem Chirurgen festgelegt wird. Zusätzlich greift das mit Gewinde versehene Verbinderteil 30 des distalen Endes des Schaftes 12 über Gewinde in den mit Gewinde versehenen Hohlraum 46 des Kastens ein und sichert den Schaft 12 fest an der Oberschenkelkomponente 18. Bei diesem axial folgenden Zusammenbau wird die Kontermutter zwischen dem Schaft und dem Kasten durch Gewindeeingriff von Kontermutter, Schaft und Hohlraum positioniert. Die Kontermutter kann dann auf der Buckelstruktur fest in einer gewünschten Ausrichtung sicher zu halten.
Eine Vielfalt von Modifikationen und Variationen der Erfindung sind im Lichte der obigen Lehren möglich. Es wird auch verstanden, daß der grundlegende Aufbau der Oberschenkel komponente bei dem vorliegenden System entweder für das rechte oder das linke Knie eingesetzt werden kann.

Claims

Modulare Knieprothese (10), mit: einer Oberschenkelkomponente (18), die ein Paar beabstandeter Kondylenteile (36, 38) und eine Buckelstruktur (40) hat, welche sich zwischen den Kondylenteilen erstreckt, wobei die Buckelstruktur einen Hohlraum (46) hat, welcher in einer oberen Fläche (40B) derselben gebildet ist; einem länglichen Schaft (12) mit einem proximalen (22) und einem distalen Ende (24), wobei das distale Ende in den Hohlraum der Oberschenkelkomponente einpaßbar ist, wobei ein Teil (30) des distalen Endes des Schaftes mit Gewinde (29) versehen ist; und einer Kontermutter (14) zum Sichern des länglichen Schaftes an der Oberschenkellkomponente; dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum darin ausgebildete Gewindegänge hat und die Kontermutter in ihr ausgebildete Gewindegänge hat, beides für den Gewindeeingriff mit dem distalen Ende des Schaftes.
Knieprothese (10) nach Anspruch 1, bei der das distale Ende (24) der Schaftkomponente (12) um einen ausgewählten Abstand in der medial-lateralen Richtung zu medialen Seite der Prothese (10) hin versetzt ist.
Knieprothese (10) nach Anspruch 1, bei der das distale Ende (24), der Schaftkomponente (12) um einen ausgewählten Abstand in der medial-lateralen Richtung zu lateralen Seite der Prothese (10) hin versetzt ist.
Knieprothese (10) nach Anspruch 1, bei der das distale Ende (24) der Schaftkomponente (12) in der medial-lateralen Richtung zentriert ist.
Knieprothese (10) nach Anspruch 1, bei der der längliche Schaft (12) gebogen ist.
Knieprothese (10) nach Anspruch 1, bei der der Hohlraum (46) der Buckelstruktur (40) der Oberschenkelkomponente (18) an einem Ende durch eine im wesentlichen horizontale Endwand (50) definiert ist.
Knieprothese (10) nach Anspruch 1, bei der die Kontermutter (14) zwischen der Buckelstruktur (40) der Oberschenkelkomponente (18) und der Schaftkomponente (12) positionierbar ist.