DE2228853C3 - Knie- oder EUenbogengelenkstotalendoprothese - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Knie- oder Ellenbogengelenkstotalendoprothese, welche ein Paar an dem einen Knochen des Gelenkes befestigbarer Kondylenteile mit konvexen Außenflächen und ein Paar an dem anderen Knochen des Gelenks befestigbarer Plateauteile mit konkaven Außenflächen aufweist, und bei welcher die Kondylenteile und die Plateauteile jeweils im Abstand zueinander angeordnet und durch ein Interkondyloidal- bzw. Interplateausegment miteinander verbunden sind.

Prothesen-Chirurgie, die das Ausschneiden und Entfernen von zerstörtem und erkranktem Knockengewebe beispielsweise in Knie- und Hüftgelenkt umfaßt, ist in jüngster Zeit recht üblich geworden. Normalerweise werden künstliche Glieder aus mit dem Organismus verträglichem Kunststoff und/oder Metall anstelle der entfernten natürlichen Knochenabschnitte eingesetzt und mit der verbleibenden Knochenstruktur verankert

Die Tragflächen des Kniegelenks sind anfällig für Belastung und werden durch arthritische und andere Krankheiten leicht zerstört Eine Korrektur durch Prothesen ist angezeigt, wenn die Gewebe so zerstört

lu sind, daß andere weniger drastische Methoden wenig oder keine Aussicht auf Erfolg versprechen. Bisher wurden in solchen Fällen meist scharnierartige Prothesen verwendet, um das Gelenk wieder einigermaßen funktionsfähig zu machen. Wenn auch die chirurgische Technik der Implantation als solche recht erfolgreich war, so war doch die genaue Struktur und Form der implantierten künstlichen Glieder nicht vollauf befriedigend aufgrund der Komplexität der Kniegelenksbewegung, des Wunsches, möglichst wenig Knochen zu entfernen und der Notwendigkeit, möglicherweise funktionsfähige Kreuz- und Colateralbänder zu erhalten. Außerdem muß die Bauform und die Herstellungstechnik für diese Bauform eine Stütze mit langfristiger hoher Leistungsfähigkeit ergeben.

In der deutschen Patentschrift 9 76 768 ist die Verankerung von Teilen von Gelenkprothesen in den benachbarten Knochen beschrieben. Die schematische Darstellung einer unteren Prothese eines Kniegelenks mit zwei konkav ausgebildeten Gelenkpfannen läßt darauf schließen, daß das obere Gegenstück der Prothese zwei Kondylenteile mit konvexen Arbeitsflächen besitzt. Im übrigen ist der Aufbau und die Funktionsweise der Gelenke jedoch nicht dargestellt. In der deutschen Patentanmeldung P 22 26 541.4-35 ist eine Prothese der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen. Die konvexen Kondylenteile und die konkaven Piateauteile sind allerdings kompliziert in Annäherung an die natürlichen Gelenkflächen geformt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Prothese zu schaffen, deren Teile leicht herstellbar sind und die vom Chirurgen mit beträchtlich verbesserten postoperativen Ergebnissen leicht installiert werden kann.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen (17a, 18a, 27a, 2&a)der Kondylenteile und der Piateauteile kugelig gekrümmt sind und der Krümmungsradius jeder der kugeligen Kondylenflächen nicht größer ist als der der entsprechenden kugeligen Plateauflächen. Der Krümmungsradius jeder kugelförmigen Kondylenfläche kann vorteilhafterweise

so etwas kleiner sein als der Krümmungsradius jeder der entsprechenden kugeligen Plateauflächen. Das trägt zu einer leichten Gelenkverbindung in der von vorne nach hinten verlaufenden Ebene bei.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht eines Kniegelenks mit der Prothese,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Kniegelenks nach Fig. 1,

bo F i g. 3 einen Schnitt entlang der Linie 3-3 nach Fig. 1, F i g. 4 einen Schnitt entlang der Linie 4-4 nach F i g. 2, F i g. 5 und 6 eine Draufsicht von oben und unten auf

ein Plateauteil für die Befestigung an der Tibia und

F i g. 7 eine Perspektive eines Kondylenteils für die

ι- Befestigung an den Femur.

F i g. I und 2 zeigen ein Kniegelenk mit den wichtigsten oberen und unteren Knochen, dem Femur 10, der Tibia 11 und der Fibula 12. Nicht dargestellt sind

verschiedene Bänder und Sehnen, die diese Knochen untereinander verbinden und das Beugen oder gelenkige Bewegen der Tibia in bezug auf den Femur regulieren, beschränken und bestimmen. Es findet von Natur aus eine scharnierartige Bewegung zwischen den Kondylenteilen 13 des Femurs und den Plateauteilen 14 der Tibia statt

Die Prothese dient dazu, als Ersatz für erkrankte entsprechende Teile der Femur-Kondylen und der Tibia-Plateaus chirurgisch eingepflanzt zu werden. Die Prothese umfaßt daher ein Femur-Kondyien-Teil 15 und ein entsprechendes Tibia-Plateau-Teil 16. Das Teil 15 weist ein Paar von im Abstand zueinander befindlichen kondyloidalen Teilen 17 und 18 auf, die durch ein Interkondyloidal-Segment 19 einstückig miteinander verbunden sind. Die hintere Fläche eines jeden Segments 17 und 18 kann mit einer Aushöhlung 20, 21 und die proximalen Vorderteile können ebenfalls mit Aushöhlungen 22, 23 versehen sein. Diese Aushöhlungen nehmen Zement auf und erleichtern die sichere Befestigung der Prothese an der Knochenstruktur. Jedes der kondyloidalen Teile 17 und 18 enthält kegelige Zapfen 24,25, die von Öffnungen aufgenommen werden, die der Chirurg in die entsprechenden Teile des Femurs gemacht hat So kann das Teil mit dem Femur verbunden werden (nachdem erkrankte natürliche Kondylen entfernt wurden) und auf bekannte Weise an diesem befestigt werden.

Das Teil 15 kann aus einem für diesen Zweck geeigneten Metall, wie einer Legierung auf Kojalt-Chrom-Basis oder rostfreiem Stahl, einstückig gegossen werden. Andererseits kann das Teil 15 aus getrennt hergestellten und getrennte Fläche aufweisenden Kondylenteilen hergestellt werden, die dann an eine Platte geschweißt werden, die das Interkondyloidal-Segment 19 darstellt Das Teil 16 kann auch metallisch sein, ist aber vorzugsweise hauptsächlich aus einem geeigneten organischen Polymer hoher Dichte geformt Es können auch andere Baumaterialien für das eine oder andere Teil verwendet werden, wie pyrolytischer oder glasartiger Kohlenstoff oder ein keramisches Material.

Die nach unten konvexen Flächen 17a und 18a jedes kondyloidalen Teils 17 und 18 sind einheitlich als Ausschnitt der kugeligen Fläche ausgebildet Das heißt sowohl in Längs- als auch in Querrichtung entspricht die Krümmung jeder Fläche 17a, 18a der einer Kugel mit vorbestimmtem Durchmesser, der bei der vorliegenden Ausführungsform ungefähr die direkte Verbindungslinie zwischen dem Vorder- und Hinterende jedes Teils 17 und 18, wie in F i g. 2 gezeigt ist Den kugeligen Flächen 17a, 18a kann man leicht eine Oberflächengüte von extrem hoher Qualität durch bekannte Nachbearbeitungs-Techniken verleihen.

Das an der Tibia befestigte Teil 16, wie in F i g. 1 bis 4 gezeigt, umfaßt ein Paar von im Abstand zueinander befindlichen Plateauteilen 27, 28, die durch ein einstückiges Interplateausegment 29 miteinander verbunden sind. Jedes Plateauteil ist mit einem sich nach unten erstreckenden Zapfen 30, 31 versehen. Das Segment 29 und die Plateauteile 27, 28 haben sägezahnförmige Ränder 32 an ihren unteren Außenseiten, die zusammen mit den Zapfen 30 und 31 ermöglichen, daß ein Teil 16 durch einen geeigneten Zement fest mit dem oberen Ende der Tibia verankert

ίο wird, nachdem diese passend chirurgisch vorbereitet wurde. Wie oben angegeben, hat jedes der Plateauteile 27 und 28 eine nach oben weisende konkave kugelige Außenfläche 27a und 28a, die ein identisches Krümmungszentrum mit jeder nach unten weisenden konvexen kugeligen Außenfläche 17a, 18a des Teils 15 haben; oder man kann den Krümmungsradius der konkaven Außenfläche vorteilhafterweise etwas größer machen als den der konvexen Außenfläche, um eine glatte Drehung in der von vorne nach hinten verlaufenden Richtung bei begrenzter seitlicher Bewegung und axialer Drehung zu ermöglichen. Ein Metalldraht 34 wird in den Teil 16 in bekannter Beziehung hinsichtlich der geometrischen Dimensionen eines solchen Teils eingebettet, wenn das Teil 16 aus Kunststoff besteht. Dies geschieht, um ein für Röntgenstrahlen undurchlässiges Bezugsteil zu schaffen, da das Material des Teiles 16 keine ausreichende Dichte aufweist, um in Röntgenaufnahmen der Kniegelenksprothese leicht ermittelt zu werden.

Das Interkondyloidal-Segment 19 und das Interplateau-Segment 29 sind wesentlich schmaler als die entsprechenden Kondylenteile 17, 18 und Plateauteile 27, 28. Dies schafft Interkondyloidal- und Interplateauöffnungen 36 und 37 zur Aufnahme der hinteren und vorderen Kreuzbänder, die die Kondylenteile 13 des Femurs mit den entsprechenden Teilen 14 der Tibia verbinden. Wie gezeigt, hat jedes kugelig gekrümmte Kondylenteil und Plateauteil eine wesentlich größere Längs- als Breitenabmessung im wesentlichen das Zweifache der Breitenabmessung.

Die oben beschriebene Prothese hat die folgenden bedeutenden Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Gelenkprothesen. Die Teile 15 und 16 haben jeweils entsprechende Gegenstücke, die völlig kugelig sind. Es wurde gefunden, daß eine so ausgebildete Gelenksprothese der natürlichen Bewegung des Knies recht gut nahekommt. Bisher wurde die Meinung vertreten, daß eine solche Bewegung eine komplexere, der Anatomie stärker entsprechende Kondylenfläche erforderlich macht. Solche Flächen können nicht akkurat hergestellt werden. Außerdem sind sie nicht unbedingt für jeden gleich. Die kugeligen Außenflächen der Teile 15 und 16 lassen sich demgegenüber mit großer Genauigkeit und Qualität herstellen und nachbearbeiten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Knie- oder Ellenbogengelenkstotalendoprothese, welche ein Paar an dem einen Knochen des Gelenkes befestigbarer Kondylenteile mit konvexen Außenflächen und ein Paar an dem anderen Knochen des Gelenks befestigbarer Plateauteile mit konkaven Außenflächen aufweist, und bei welcher die Kondylenteile und die Plateauteile jeweils im Abstand zueinander angeordnet und durch ein Interkondyloidal- bzw. lnterplateausegn:ent miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen (17a, 18a, 27a, 2Sa) der Kondylenteile (17,18) und der Piateauteile (27,28) kugelig gekrümmt sind und der Krümmungsradius jeder der kugeligen Kondylenflächsn (17a, 18a^ nicht größer ist als der der entsprechenden kugeligen Plateauflächen (27a, 28a).

2. Gelenkprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondylenteile (15) metallisch und die Plateauteile (16) hauptsächlich aus einem organischen Polymer bestehen.

3. Gelenkprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Kondylenteile als auch die Plateauteile metallisch sind.

4. Gelenkprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius jeder der kugeligen Kondylenflächen (17a, 18a^ kleiner ist als der Krümmungsradius jeder der entsprechenden kugeligen Plateauflächen (27a, 2Sa).

5. Gelenkprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Interkondyloidalsegment (19) und das Interplateausegment (29) wesentlich schmaler sind als die entsprechenden Kondylen- und Plateauteile (17, 18 und 27, 28) und dadurch Interkondyloidal- und Interplateau-Öffnungen (36 und 37) vorhanden sind zur Aufnahme von Kreuzbändern, die die obere und untere Knochenstruktur (10 bis 14), an denen die Prothese befestigt ist, miteinander verbinden.

6. Gelenkprothese nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondylenteile (17, 18) an das Interkondyloidalsegment angeschweißt sind.

7. Gelenkprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes kugelig gekrümmte Kondylenteil (17,18) und Plateauteil (27, 28) eine wesentlich größere Längs- als Breitenabmessung hat.

8. Gelenkprothese nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsabmessung das Zweifache der Breitenabmessung ist.