DE19705733A1 - Tibia-Teil einer Kniegelenkendoprothese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tibia-Teil einer Kniegelenkendoprothese gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beim zementfreien Kniegelenkersatz ist die zusätzliche Stabilisierung einer Tibia-Plattform durch Spongiosa-Schrauben Stand der Technik. Zusätzlich zu den Schrauben sind häufig Zapfen, Stege oder Rippen, die fest mit dem Plateau verbunden sind, üblich. Der Vorteil von Schrauben liegt darin, daß aufgrund der dadurch bewirkten Vorspannung eine Kompressionskraft zwischen der Tibia-Plattform und dem Knochen während der Implantation erzeugt wird. Dadurch wird die Primärstabilität erhöht. Des weiteren wird das Einwachsen von Knochen in die distale bzw. Rückfläche der Tibia-Plattform gefördert. Die Verankerung mit Schrauben hat jedoch den Nachteil, daß diese zurückwandern können, wenn es zu Osteonekrosen bzw. Osteolysen unter der Tibia-Plattform kommt. Des weiteren besteht bei der vorgenannten Konstruktion die Gefahr, daß Polyethylen-Abriebspartikel, die von dem auf der proximalen Seite der Tibia-Plattform montierten Polyethylen- Inlay stammen, durch die in der Tibia-Plattform ausgebildeten Schraubenlöcher hindurch in den Knochen wandern. Dies führt dann zu lokalen Osteolysen.

In der einschlägigen Literatur sind auch verschiedene zylindrische Spreizdübel an der distalen Seite der Tibia- Plattform beschrieben. Diese haben den Vorteil, daß sie eine Vorspannkraft ermöglichen. Da sie jedoch auf dem Spreizprinzip beruhen, ist nicht sichergestellt, daß der Dübel fest mit der Tibia-Plattform verbunden bleibt. Es besteht die Möglichkeit eines Zurückwanderns und damit der Ausbildung eines Spalts zwischen Spreizdübel und Tibia-Plateau. Durch diesen Spalt können Polyethylen-Partikel, die vom erwähnten Inlay stammen, in den Knochen wandern und zu Osteolysen führen. Zusätzlich ist die punktuelle Abstützung, die durch Dübel erzeugt wird, nachteilig für eine langfristige Osteointegration des Implantats.

Eine Alternative zu kurzen Dübeln ist die Verwendung von einem langen intramedullären Stiel. Dieser Stiel kann durch Rippen ergänzt sein, wodurch eine etwas breitflächigere Abstützung der Tibia-Plattform erhalten wird. Eine derartige Konstruktion ist zum Beispiel bekannt aus der US-A 4,938,769. Die Verwendung eines intramedullären Stiels hat jedoch den Nachteil, daß die Lastübertragung im distalen Bereich stattfindet. Der proximale Knochen unterhalb der Tibia-Plattform wird im Gegensatz dazu nur gering belastet. Dieser Effekt, das sogenannte streß shielding führt zur Knochenresorption und langfristig zur Lockerung des Implantats.

Aus der DE 30 13 155 C2 ist ein Tibia-Teil einer Kniegelenkendoprothese- mit einer U-förmigen Tibia-Plattform, einem darauf entfernbar angeordneten Lageeinsatz und einem Fixierschaft bekannt, der einen sich in Längsrichtung verjüngenden U-förmigen Querschnitt aufweist und längs des inneren Umfanges der Plattform befestigt ist. Auch hier treten aufgrund der keilförmigen Ausbildung des Fixierschaftes die vorgenannten Probleme des sogenannten streß shieldings auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom genannten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, einen Tibia-Teil anzugeben, mit dem einerseits eine Vorspannung während der Implantation erzeugt werden kann und andererseits die Tibia-Plattform und die Verankerungselemente eine Einheit bilden, so daß erstens ein Zurückwandern der Verankerungselemente unmöglich wird und zweitens eine hermetische Abdichtung gegenüber Polyethylen- Abriebspartikel entsteht. Des weiteren soll die Gefahr des sogenannten streß shieldings minimal sein.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Der Kern der vorliegenden Erfindung liegt also darin, daß das Verankerungselement an der distalen Seite der Tibia-Plattform ein in Stirnansicht U- oder C-förmig gestaltetes Schild ist mit einem im Stegbereich sich nach distal erstreckenden Stegfortsatz. Vorzugsweise ist der U- oder-C-förmig gestaltete proximale Abschnitt des Verankerungsschildes so dimensioniert, daß die Höhe kleiner ist als die Breite. Aufgrund dieser Dimensionierung kann trotz des Stegfortsatzes die distale Lastübertragung reduziert werden. Gleichzeitig bietet die großflächige Abstützung im Knochen einen erhöhten Widerstand gegen horizontale Schubkräfte und damit ein Abkippen der Tibia- Plattform. Durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Stegfortsatz wird auch eine ausreichend große Verankerungsfläche geschaffen, so daß im Kontakt mit der Spongiosa eine gute Voraussetzung für eine dauerhafte definitive Stabilität der Prothese erhalten wird. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird eine vorteilhafte "Abpufferung" der verschiedenen Elastizitätsmodule von Knochengewebe und Prothese erreicht. Vor allem erhält man eine ausreichend hohe Primärstabilität mit-der Folge, daß das Knie praktisch unmittelbar nach der Operation voll belastet werden kann. Das Verankerungselement ist erfindungsgemäß auch so ausgebildet, daß die Spongiosa beim Einsetzen des erfindungsgemäßen Tibia-Teils weitgehend unversehrt bleibt.

Vorzugsweise verjüngen sich die seitlichen Begrenzungskanten des Stegfortsatzes nach distal konisch.

Des weiteren ist vorzugsweise die distale Kante des Stegfortsatzes als Schneide ausgebildet. Gleichermaßen oder alternativ können auch die seitlichen Begrenzungskanten des Stegfortsatzes als Schneiden ausgebildet sein ebenso wie die distalen Kanten der beiden Schenkel des proximalen Abschnitts des Verankerungsschildes. Dadurch wird das Einschlagen des Tibia-Teils in die Spongiosa erleichtert.

Entsprechend der Kontur des proximalen Abschnitts des Verankerungsschildes definiert der Querschnitt des Stegfortsatzes vorzugsweise ebenso eine Bogenlinie.

Der Übergang zwischen dem proximalen Abschnitt des Verankerungsschildes und dem Stegfortsatz ist ebenfalls bogenförmig gestaltet. Schließlich sind auch die Ecken im Bereich zwischen der distalen Kante und den seitlichen Begrenzungskanten des Stegfortsatzes abgerundet, so daß insgesamt scharfe Übergänge vermieden sind, die zu Spannungsspitzen führen könnten.

Die Festigkeit der Verankerung kann zusätzlich erhöht werden durch die Maßnahmen nach den Ansprüchen 6 und 7, wonach die Wandstärke des Verankerungsschildes und/oder des Stegfortsatzes von proximal nach distal entweder kontinuierlich und/oder abgestuft abnimmt. Gemäß Anspruch 7 ist vorgesehen, die Oberflächen des Verankerungsschildes und/oder des Stegfortsatzes aufzurauhen, sowie insbesondere mit einer Quer- und/oder Längsstruktur zu versehen.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten Tibia-Teils anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes Tibia-Teil in perspektivischer Ansicht von schräg oben;

Fig. 2 den Tibia-Teil gemäß Fig. 1 in Ansicht von distal;

Fig. 3 den Tibia-Teil gemäß Fig. 1 in Vorderansicht;

Fig. 4 den Tibia-Teil gemäß Fig. 1 in Seitenansicht; und

Fig. 5 den Tibia-Teil gemäß Fig. 1 in perspektivischer Ansicht von schräg unten.

Die Fig. 1 bis 5 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäß ausgebildeten Tibia-Teils 10 einer Kniegelenkendoprothese. Der Tibia-Teil 10 umfaßt eine Tibia- Plattform 11 und ein an der distalen Seite 15 angeordnetes Verankerungselement in Form eines in Stirnansicht C-förmig gestalteten Verankerungsschildes. Im Stegbereich desselben ist das Verankerungsschild nach distal fortgesetzt. Dieser Fortsatz ist mit der Bezugsziffer 13 gekennzeichnet. Der proximale C-förmig gebogene Abschnitt des Verankerungsschildes 12 besitzt eine mittlere Höhe, die merklich kleiner ist als die Breite des Verankerungsschildes. Vorzugsweise entspricht die maximale Höhe etwa der halben Breite des Verankerungsschildes. Der Stegfortsatz 13 erstreckt sich vorzugsweise so weit nach distal, daß die gesamte Höhe des Verankerungsschildes samt Stegfortsatz 13 etwa der maximalen Breite des Verankerungsschildes entspricht, und zwar der Projektionsbreite "B", wie sie in Fig. 1 sowie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Die vorgenannte Höhe des C-förmig gebogenen proximalen Abschnitts des Verankerungsschildes 12 ist in den Fig. 1 und 3 mit dem Buchstaben "H" gekennzeichnet. Der Übergang zwischen Stegfortsatz und proximalem Abschnitt des Verankerungsschildes 12 ist bogenförmig, d. h. stufenlos. Im übrigen verjüngen sich die seitlichen Begrenzungskanten des Stegfortsatzes 13 in Richtung nach distal konisch. Der Übergang zwischen der distalen Kante 16 des Stegfortsatzes und den vorerwähnten seitlichen Begrenzungskanten ist abgerundet, wie die Fig. 1, 3 und 5 sehr gut erkennen lassen.

Die distale Kante 16 und/oder alle weiteren seitlichen und distalen Begrenzungskanten von Stegfortsatz 13 sowie proximalem Abschnitt des Verankerungsabschnitts 12 sind vorzugsweise als Schneiden ausgebildet, um das Eintreiben des Verankerungsschildes 12 in die Spongiosa zu erleichtern.

Entsprechend Fig. 2 definiert der Querschnitt des Stegfortsatzes 13 eine Bogenlinie entsprechend der Bogenlinie des Verbindungssteges des proximalen Abschnitts des Verankerungssteges 12. Diese Bogenlinie kann ein Kreisbogenabschnitt, Ellipsenabschnitt oder Parabelabschnitt sein.

Der beschriebene Tibia-Teil besteht vorzugsweise aus einem biokompatiblen Material, insbesondere Titan oder Titanlegierung, wie sie für die Endoprothetik üblich ist.

Es sei auch noch darauf hingewiesen, daß die proximale Seite der Tibia-Plattform 11 in herkömmlicher Weise zur Aufnahme eines Polyethylen-Inlays ausgebildet ist.

Die distale Unterseite 15 der Tibia-Plattform 11 kann noch im Abstand voneinander angeordnete Vorsprünge aufweisen. Diese Vorsprünge können die Form von Rippen, Schneiden, Zapfen, Kegeln, Nadeln oder dergleichen besitzen. Durch derartige Vorsprünge wird ein Anwachsen des Knochens an die Plattform 11 begünstigt.

Weiterhin ist es vorteilhaft, die Oberflächen des Verankerungsschildes 12 einschließlich Stegfortsatz 13 aufgerauht zu gestalten und insbesondere mit einer Längs- und/oder Querstruktur zu versehen. Bei Ausbildung einer Querstruktur kann diese die Form von Querrippen oder Querzähnen haben. Dadurch läßt sich der Halt des Verankerungsschildes im Knochen erhöhen. Diese Querstrukturierung führt zu einer Art Verhakung des Verankerungsschildes im Knochen. Sofern eine Längsstruktur vorgesehen ist, wird dadurch ebenfalls die Verankerung im Knochen erhöht, und zwar aufgrund der vergrößerten Kontaktfläche zwischen Verankerungsschild und Knochen bzw. Spongiosa.

Das Verankerungsschild 12 samt Stegfortsatz 13 ist vorzugsweise dauerhaft mit der Tibia-Plattform 11 verbunden. Denkbar ist jedoch auch eine lösbare Schraubverbindung.

Schließlich ist es noch denkbar, die distalen Kanten des Verankerungsschildes 12, insbesondere des Stegfortsatzes 13 gezahnt auszubilden. Statt einer Verzahnung können auch sich von distal nach proximal erstreckende Schlitze vorgesehen sein, um zusätzlich die Kontaktfläche zwischen Verankerungsschild und Spongiosa zu erhöhen.

Auch ist es denkbar, das Verankerungsschild und/oder den Stegfortsatz 13 mit Durchgängen, insbesondere Durchgangsbohrungen zu versehen, um auch auf diese Weise eine dauerhafte Verbindung zwischen Spongiosa und Verankerungsschild und damit Tibia-Teil zu erreichen. Derartige Öffnungen begünstigen das Einwachsen des Verankerungsschildes samt Stegfortsatz im Knochen und damit den Halt des Tibia-Teils insgesamt.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Claims (7)

1. Tibia-Teil einer Kniegelenkendoprothese mit einer Tibia- Plattform (11) und einem an der distalen Seite (15) derselben angeordneten Verankerungselement (12, 13), dadurch gekennzeichnet, daß das Verankerungselement durch ein in Stirnansicht U- oder C-förmig gestaltetes Schild (12) mit einem im Stegbereich (14) sich nach distal erstreckenden Stegfortsatz (13) gebildet ist.

2. Tibia-Teil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Begrenzungskanten des Stegfortsatzes 13 sich in Richtung von proximal nach distal konisch verjüngen.

3. Tibia-Teil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die distale Kante (16) und/oder die seitlichen Begrenzungskanten des Stegfortsatzes (13) als Schneide (n) ausgebildet ist bzw. sind.

4. Tibia-Teil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Stegfortsatzes (13) eine Bogenlinie definiert.

5. Tibia-Teil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ecken im Bereich zwischen der distalen Kante (16) und den seitlichen Begrenzungskanten des Stegfortsatzes (13) abgerundet sind.

6. Tibia-Teil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des Verankerungsschildes (12) und/oder des Stegfortsatzes (13) von proximal nach distal entweder kontinuierlich und/oder abgestuft abnimmt.

7. Tibia-Teil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen des Verankerungsschildes (12) und/oder des Stegfortsatzes (13) aufgerauht sind, insbesondere mit einer Quer- und/oder Längsstruktur versehen sind.