Die Erfindung betrifft eine zweiteilige Endo-Ellenbogengelenksprothese.
Bei der Konstruktion von sogenannten Endo- oder Implantationsprothesen sind unter anderem zwei wesentliche Forderungen zu beachten, die von medizinischer Seite gestellt werden. Zum einen soll die mit der Prothese erreichbare Bewegung möglichst weitgehend derjenigen des natürlichen Gelenkes entsprechen, um unnatürliche Be- und Überlastungen anderer Körperteile und Organe durch falsche Bewegungsabläufe oder durch eine falsche Lage des Gelenkpunktes möglichst weitgehend zu vermeiden. Zum zweiten soll ein Einsetzen und der Sitz der Prothesenteile in den das natürliche Gelenk bildenden Knochen unter möglichster Schonung dieser Knochen erreicht werden, d. h., für das Einsetzen der Prothese soll möglichst nur das unbedingt notwendige Minimum an Knochensubstanz entfernt werden müssen.
Sollen diese Forderungen erfüllt werden, so ergeben sich bei Prothesen für Ellenbogengelenke erhebliche Schwierigkeiten, da einerseits die Drehachse des Gelenkes möglichst in derjenigen des natürlichen Gelenkes liegen soll, anderseits jedoch die Teile der Prothese, die bei weitgehender Erhaltung der Knochen nur als zwei getrennte Teile eingesetzt werden kann, zusammengefügt werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Ellenbogengelenkprothese zu schaffen, bei der einerseits die Drehachse möglichst an der natürlichen Stelle liegt, die sich jedoch anderseits ohne grosse Schwierigkeiten einsetzen und zusammenfügen lässt. Die Erfindung betrifft eine Prothese der eingangs genannten Art, die gekennzeichnet ist durch einen ersten Gelenkteil, der ein Scharniergelenk aufweist, und durch einen zweiten, nagelförmigen Gelenkteil, dessen Kopfteil in einem Halter des Scharniergelenkes lösbar gehalten ist.
Bei der neuen Konstruktion liegt die Drehachse des das natürliche Gelenk ersetzenden Scharniergelenkes in dem ersten Gelenkteil, während die Trennung der Prothese in zwei Teile aus der Drehachse heraus in eine lösbare Verbindung verlegt ist, die zwischen dem mit der Achse drehbar verbundenen Halter und dem nagelartigen Gelenkteil erfolgt. Auf diese Weise kann die Drehachse weitgehend anatomisch richtig in eine relativ kleine, künstliche Ausnehmung des Oberarmknochens gelegt werden. Weiterhin können die beiden Gelenkteile nach ihrer Verankerung im Oberarm bzw. in der Elle miteinander ohne Schwierigkeiten durch Befestigen des Kopfes des nagelartigen Gelenkteiles in oder an dem Halter lösbar, aber dauerhaft miteinander verbunden werden.
Eine vorteilhafte Möglichkeit für die Befestigung des Kopfes in dem Halter ist gegeben, wenn der Kopf in Einstecköffnung des Halters einsteckbar und in dieser Öffnung fixierbar ist. Dies kann beispielsweise so erfolgen, dass die Einstecköffnung aus zwei, konzentrischen, sich von aussen nach innen verjüngenden Öffnungen besteht, in die die entsprechend konisch verlaufenden Köpfe des zweiten Gelenkteiles und einer Halteschraube passen.
Dabei ist es zweckmässig, wenn der Konus für die Halteschraube sich stärker verjüngt als derjenige für den Kopf des Gelenkteiles. Bei einer Ausführungsform sind Einstecköffnung und Kopf kreiszylindrisch, wobei die Mantelflächen unter Umständen eine gewisse Rauhigkeit besitzen. Es ist jedoch auch möglich, den Querschnitt der Öffnung kantig oder zahnkranzartig auszubilden.
Das Scharniergelenk lässt sich zweckmässig so ausbilden, dass es aus einem gabelförmigen Scharnierteil besteht, mit dem eine Achse fest verbunden ist, auf der wiederum der die Einstecköffnung tragende Halter drehbar gelagert ist.
Nachfolgend wird anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines gabelartigen Scharnierteils, während
Fig. 2 eine Ansicht von Fig. 1 in Richtung des Pfeiles A wiedergibt.
Fig. 2a zeigt eine Ausführungsform der Drehachse.
Fig. 3 ist eine Ansicht eines Halters teilweise im Schnitt.
Fig. 4 stellt eine Ansicht von Fig. 3 in Richtung des Pfeiles B dar.
Fig. 5 zeigt den nagelartigen Gelenkteil, wobei der Kopf ebenfalls im Schnitt gezeichnet ist, während
Fig. 6 eine Ansicht der Fig. 5 in Richtung des Pfeiles C wiedergibt.
Fig. 7 zeigt die in den Kopf des nagelartigen Gelenkteiles einsetzbare Schraube.
Fig. 8 schliesslich ist eine Darstellung der zusammengebauten Prothese, wobei die Prothese in einer Lage gezeigt ist die einem gestreckten Ellenbogen entspricht.
Bei der gezeigten Konstruktion geht ein gabelartiger Scharnierteil 1 (Fig. 1 und 2), der eine Bohrung 2 für die Aufnahme der Drehachse 3 (Fig. 2a) aufweist, in einen leicht gekrümmten Schaft 4 über. Dieser Schaft 4, der einen im wesentlichen eckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten hat, dient zur Verankerung des Scharnierteils 1 im Oberarmknochen. Zwischen ihren Flanken nimmt die Gabel des Teiles 1 einen Halter 5 auf, der durch die Drehachse 3 drehbar gehalten ist, die ihrerseits an einer Seite einen in eine entsprechende Erweiterung 11 der Bohrung 2 passenden Bund 12 aufweist und beispielsweise durch Ausweiten ihres mit einer Ausnehmung 23 versehenen, anderen Endes (Fig. 2a) in der Gabel des Scharnierteils 1 befestigt ist.
Selbstverständlich ist es auch möglich, den mit der Drehachse 3 verbundenen Teil des Halters 5 gabelartig auszubilden und den Scharnierteil 1 in diese Gabel einzuschieben.
Der Halter 5 besteht aus zwei mit ihren Längsachsen senkrecht aufeinander stehenden, räumlich gegeneinander versetzten Hohlzylindern 19 und 20. Der Hohlzylinder 19 nimmt in seine Öffnung 22 die Drehachse 3 auf, während der Hohlraum des anderen Zylinders 20 die Einstecköffnung 6 bildet, in die der Kopf 7 des zweiten Gelenkteiles 8 (Fig. 5 und 6) einschiebbar ist. Die Öffnung 6 und der Kopf 7 sind in ihren Abmessungen aufeinander abgestimmt und derart ausgebildet, dass der Kopf 7 in der Öffnung 6 fixiert, z. B. eingeklemmt, werden kann und gleichzeitig gegen eine Rotation um seine Achse gesichert ist.
Als vorteilhaft und fabrikatorisch einfach hat sich erwiesen, wenn die Einstecköffnung 6, wie in Fig. 4 gezeigt, einen kreisförmigen Querschnitt besitzt und sich nach innen leicht konisch verjüngt; der Kopf 7 ist im Querschnitt und in seiner Verjüngung entsprechend ausgebildet. Die Verjüngung beider Teile, die beispielsweise ein Verhältnis 1:20 besitzt, ist dabei so gewählt, dass die Verbindung der Teile selbsthemmend bleibt.
Die Öffnung 6 weist darüber hinaus an ihrem, vom zweiten Gelenkteil 8 entfernten Ende in einem Teil 6a einen weiteren, sich nach innen verjüngenden Konus auf, in den zur Fixierung des Kopfes 7 eine Schraube 17 mit entsprechend konischer Aussenseite ihres Kopfes 18 eingreift. Die Verjüngung der Öffnung 6a und des Schraubkopfes 18 ist dabei stärker als diejenige der Öffnung 6 und des Kopfes 7 und beträgt bei einem ausgeführten Beispiel etwa 1:10. Die unterschiedlichen Verjüngungen beider Konenpaare bewirken, dass die Schraube 17 sich anziehen bzw. lösen lässt, ohne dass der Gelenkteil 8 sich mitdreht.
Der bereits mehrfach erwähnte Kopf 7 gehört zu dem zweiten, nagelartigen Gelenkteil 8, den Fig. 5 und 6 zeigen.
Der Kopf 7 geht über in einen schaftartigen, ebenfalls leicht gekrümmten Ansatz 9, der ebenso wie der Schaft 4 einen im wesentlichen eckigen Querschnitt mit abgerundeten Kanten aufweist und sich gegen sein freies Ende stetig verjüngt. Der Schaft 9 ist gegenüber dem Kopf 7 versetzt, so dass Anschläge 10 und 16 vorhanden sind, von denen der eine 10 das Einschieben des Kopfes 7 in die Einstecköffnung 6 und der andere 16 das Einschlagen des Schaftes 9 in die Elle begrenzen.
In dem Kopf 7 ist eine mit einem Gewinde versehene zentrale Bohrung 13 vorgesehen, in das die bereits erwähnte, mit einem Innensechskant 14 versehene Schraube 17 eingeschraubt wird.
Wie bereits erwähnt, sind der Konus des Schraubkopfes 18 auf denjenigen der Öffnung 6a und der Konus des Kopfes 7 auf denjenigen der Öffnung 6 abgestimmt. Durch Anziehen der Schraube 17 werden die beiden mit gegenläufig zueinander verlaufenden Konen versehenen Köpfe 7 und 18 zusammengezogen und so der Gelenkteil 8 im Halter 5 fixiert.
Fig. 8 zeigt die zusammengebaute Prothese in gestreckter Stellung. Ein Überstrecken des Ellenbogens wird dabei dadurch verhindert, dass der in dem gabelartigen Scharnierteil 1 drehbare Hohlzylinder 19 des Halters 5 gegen eine Kante 21 (Fig. 2) im Boden der Ausnehmung zwischen den gabelartigen Schenkeln im Scharnierteil 1 anschlägt.
Selbstverständlich ist bezüglich der Zuordnung der Prothesenelemente zu Ober- bzw. Unterarm eine Umkehrung möglich, d. h., dass im Oberarm der zweite nagelartige und im Unterarm der erste, das Scharniergelenk aufweisende Gelenkteil verankert werden können.
The invention relates to a two-part endo-elbow joint prosthesis.
When designing so-called endo- or implantation prostheses, two essential requirements must be observed, which are made by the medical sector. On the one hand, the movement that can be achieved with the prosthesis should correspond as closely as possible to that of the natural joint in order to avoid unnatural stresses and strains on other parts of the body and organs as a result of incorrect movements or incorrect position of the joint. Secondly, the prosthesis parts should be inserted and seated in the bones that form the natural joint, while protecting these bones as much as possible, i. In other words, only the absolutely necessary minimum of bone substance should have to be removed for the insertion of the prosthesis.
If these requirements are to be met, there are considerable difficulties with prostheses for elbow joints, since on the one hand the axis of rotation of the joint should be as close as possible to that of the natural joint, on the other hand the parts of the prosthesis that are used as two separate parts while largely preserving the bones can be put together.
The object of the invention is therefore to create an elbow joint prosthesis in which, on the one hand, the axis of rotation is as close as possible to the natural location, but which, on the other hand, can be inserted and joined together without great difficulty. The invention relates to a prosthesis of the type mentioned, which is characterized by a first joint part, which has a hinge joint, and by a second, nail-shaped joint part, the head part of which is detachably held in a holder of the hinge joint.
In the new design, the axis of rotation of the hinge joint replacing the natural joint lies in the first joint part, while the separation of the prosthesis into two parts is relocated from the axis of rotation into a detachable connection between the holder rotatably connected to the axis and the nail-like joint part he follows. In this way, the axis of rotation can be placed largely anatomically correct in a relatively small, artificial recess in the humerus. Furthermore, after their anchoring in the upper arm or in the ulna, the two joint parts can be detachably but permanently connected to one another without difficulty by fastening the head of the nail-like joint part in or on the holder.
An advantageous possibility for fastening the head in the holder is given if the head can be inserted into the insertion opening of the holder and can be fixed in this opening. This can be done, for example, in such a way that the insertion opening consists of two concentric openings tapering from the outside inward, into which the correspondingly conical heads of the second joint part and a retaining screw fit.
It is useful if the cone for the retaining screw tapers more than that for the head of the joint part. In one embodiment, the insertion opening and the head are circular-cylindrical, the lateral surfaces possibly having a certain roughness. However, it is also possible for the cross section of the opening to be angular or ring-shaped.
The hinge joint can expediently be designed in such a way that it consists of a fork-shaped hinge part to which an axle is firmly connected, on which in turn the holder carrying the insertion opening is rotatably mounted.
An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the figures in the accompanying drawing.
Fig. 1 shows a side view of a fork-like hinge part, while
FIG. 2 shows a view of FIG. 1 in the direction of arrow A. FIG.
2a shows an embodiment of the axis of rotation.
Fig. 3 is a partially sectional view of a holder.
FIG. 4 shows a view of FIG. 3 in the direction of arrow B.
Fig. 5 shows the nail-like joint part, the head also being drawn in section, while
FIG. 6 shows a view of FIG. 5 in the direction of arrow C. FIG.
Fig. 7 shows the screw that can be inserted into the head of the nail-like joint part.
Finally, FIG. 8 is an illustration of the assembled prosthesis, the prosthesis being shown in a position which corresponds to an extended elbow.
In the construction shown, a fork-like hinge part 1 (FIGS. 1 and 2), which has a bore 2 for receiving the axis of rotation 3 (FIG. 2a), merges into a slightly curved shaft 4. This shaft 4, which has an essentially angular cross-section with rounded edges, serves to anchor the hinge part 1 in the humerus. Between its flanks, the fork of part 1 receives a holder 5 which is rotatably held by the axis of rotation 3, which in turn has a collar 12 that fits into a corresponding extension 11 of the bore 2 on one side and, for example, by widening its with a recess 23 provided, other end (Fig. 2a) in the fork of the hinge part 1 is attached.
Of course, it is also possible to design the part of the holder 5 connected to the axis of rotation 3 like a fork and to push the hinge part 1 into this fork.
The holder 5 consists of two hollow cylinders 19 and 20 that are perpendicular to one another with their longitudinal axes spatially offset from one another. The hollow cylinder 19 receives the axis of rotation 3 in its opening 22, while the cavity of the other cylinder 20 forms the insertion opening 6 into which the head 7 of the second joint part 8 (Fig. 5 and 6) can be inserted. The dimensions of the opening 6 and the head 7 are matched to one another and are designed in such a way that the head 7 is fixed in the opening 6, e.g. B. can be pinched and at the same time secured against rotation about its axis.
It has proven to be advantageous and simple in terms of manufacture if the insertion opening 6, as shown in FIG. 4, has a circular cross section and tapers slightly conically inward; the head 7 is designed accordingly in cross section and in its taper. The tapering of both parts, which has a ratio of 1:20, for example, is chosen so that the connection between the parts remains self-locking.
The opening 6 also has at its end remote from the second joint part 8 in a part 6a a further, inwardly tapering cone, into which a screw 17 with a correspondingly conical outside of its head 18 engages to fix the head 7. The tapering of the opening 6a and the screw head 18 is stronger than that of the opening 6 and the head 7 and is approximately 1:10 in one example. The different tapers of the two pairs of cones have the effect that the screw 17 can be tightened or loosened without the joint part 8 rotating with it.
The head 7 already mentioned several times belongs to the second, nail-like joint part 8, which FIGS. 5 and 6 show.
The head 7 merges into a shaft-like, likewise slightly curved extension 9 which, like the shaft 4, has a substantially angular cross-section with rounded edges and tapers steadily towards its free end. The shaft 9 is offset from the head 7 so that stops 10 and 16 are present, one of which 10 limit the insertion of the head 7 into the insertion opening 6 and the other 16 limit the impact of the shaft 9 into the ulna.
In the head 7 there is provided a central bore 13 provided with a thread, into which the already mentioned screw 17 provided with a hexagon socket 14 is screwed.
As already mentioned, the cone of the screw head 18 is matched to that of the opening 6a and the cone of the head 7 is matched to that of the opening 6. By tightening the screw 17, the two heads 7 and 18 provided with cones running in opposite directions are drawn together and the joint part 8 is thus fixed in the holder 5.
Fig. 8 shows the assembled prosthesis in the extended position. Overstretching of the elbow is prevented in that the hollow cylinder 19 of the holder 5 rotatable in the fork-like hinge part 1 hits against an edge 21 (FIG. 2) in the bottom of the recess between the fork-like legs in the hinge part 1.
Of course, a reversal is possible with regard to the assignment of the prosthesis elements to the upper and lower arm, i.e. This means that the second nail-like joint part can be anchored in the upper arm and the first joint part having the hinge joint can be anchored in the lower arm.