DE3409070A1

DE3409070A1 - Endoprothesenverankerung

Info

Publication number: DE3409070A1
Application number: DE19843409070
Authority: DE
Inventors: Walter Prof.Dr. 2300 Kiel Blauth
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1984-03-13
Filing date: 1984-03-13
Publication date: 1985-09-26

Description

Endoprothesenverankerung
Die Erfindung betrifft die Verankerung einer Kniegelenkendoprothese, bestehend aus einem tibialen und einem femoralen Teil, mit intramedullär zementlos verankerbaren Schäften.
Die zementlose, intramedulläre Verankerung von Prothesenschäften, insbesondere beim Kniegelenk, ist noch nicht befriedigend gelöst.
Es sind Techniken bekannt, bei denen zylinderförmig ausgebildete Schäfte, die mit einem Gewinde versehen sind, in den Markraum eingeschraubt werden. Der wesentliche Nachteil dieser Technik besteht darin, daß z. B. bei dem Tibiaimplantat die Tibiaauflage und der Schaft aus zwei Teilen gefertigt sein müssen, die nach dem Einschrauben des Schaftes miteinander verbunden werden.
Eine einteilige Ausführung ist nur dann möglich, wenn die Tibiaauflagefläche wesentlich verkleinert wird.
Es sind auch Techniken bekannt, z. B. bei Hüftgelenkprothesen, bei denen der Schaft zementlos intramedullär implantiert wird. Solche Schäfte weisen vergrößerte Oberflächen auf, die z. B. durch Kugelbeschichtung oder durch Treppenprofilierungen gekennzeichnet sind.
Der Nachteil dieses Vorgehens besteht darin, daß vor dem Einsetzen bzw. dem Einschlagen solcher Schäfte eine exakte Vorbohrung erfolgen muß und hierbei die für die Verankerung wertvolle Spongiosa geopfert wird.
Bei dem nachfolgenden Einschiagvorgang kann jedoch die Spongiosa nicht ausweichen, wird zusammengepreßt und gerät unter erhebliche Druckbelastungen, die den physiologischen Lastbereich der Spongiosa überschreiten können. Die Folge eines solchen Vorgehens, welches auch als Schaftverklemmung bezeichnet wird, bewirkt, daß der Schaft zwar primär stabilisiert ist, jedoch sind Lockerungen als Folge der Spongiosaüberlastung denkbar. Eine technische Lösung, einen solchen Lockerungsvorgang zu stabilisieren, besteht folgerichtig darin, ein Nachrutschen des Prothesenschaftes nach erfolgter Lockerung zuzulassen. Diese Technik ist als "Setzholzprinzip" bekannt geworden.
Verfahren, die im Bereiche des Hüftgelenkes als zuverlässig gelten, können aber bei dem biomechanisch wesentlich komplizierteren Kniegelenk zu Komplikationen führen.
Aufgabe der Erfindung war es daher, eine intramedullär zementlos zu implantierende Kniegelenktotalprothese zu entwerfen, die die aufgezeigten Nachteile anderer Techniken vermeidet, insbesondere aber ganzteilige Tibia- und Femurkomponenten besitzt und die für den Prothesen-Spongiosa-Verbund wertvolle Spongiosa weitgehend erhält.
Die Lösung der gestellten Aufgabe geschieht in der Weise, daß an dem zylindrischen, intramedullär zu verankernden Kernschaft in regelmäßigen Abständen ringartige Vorsprünge, die im seitlichen Schnitt Trapezform besitzen, angebracht sind. Diese Vorsprünge weisen ein "Tannenbaumprofil" auf, d. h. bei stehender Tibia (Tibiafläche oben - Schaftspitze unten) setzen die Vorsprünge mit einem stumpfen Winkel am Schaftkern an, fallen nach unten bis zu einem größten Durchmesser ab und steigen dann wieder an der Unterseite in Richtung auf den Schaft an.
Auf diese Weise bildet sich unter diesen Vorsprüngen ein Raum, der sich mit Spongiosa füllen kann. Die alle äußeren Punkte dieser Vorsprünge umhüllende Fläche bildet einen Konus, dessen größter Durchmesser sich an der Tibiaauflagefläche, dessen kleinster Durchmesser sich in ca. 30 mm Entfernung von der Schaftspitze befindet. Ein wesentliches Merkmal dieser Schaftformgebung besteht darin, daß dieser Teil einteilig gefertigt, z. B. auch gegossen werden kann und daß er zugleich als Einbringwerkzeug dient, indem er in eine nur knapp vorgebohrte Tibia eingeschlagen wird. Bei diesem Einschlagvorgang wird die für den späteren vitalen Prothesen-Knochen -Verbund wertvolle Spongiosa durch die nach unten geneigten, löffelartigen Vorsprünge abgeschert, abgeschnitten und in die Räume unter den Vorsprüngen geschoben. Die konusförmige Anordnung der Vorsprünge bewirkt, daß sich die einzelnen Vorsprünge nicht gegenseitig "abschatten". Um den rotationssymmetrischen Schaft auch rotationsstabil zu machen, sind Längsnuten durch die Lamellen bis an den Schaftkern heran angebracht, in denen die Spongiosa beim Einschlagen stehen bleibt. Gleichzeitig ist auf diese Weise gewährleistet, daß unmittelbar nach Implantation vitale Spongiosa bis an den Schaftkern heran erhalten worden ist. Der femorale Schaft ist entsprechend aufgebaut. Die konische Formgebung der Vorsprünge und ihr Auslauf schon ca. 30 mm vor der Schaftspitze gewährleistet eine biomechanisch günstige Krafteinleitung in den Knochen. Insbesondere wird durch diese Formgebung verhindert, daß die Prothese in ihrem Spitzenbereich hart verankert ist, d. h. im Spitzenbereich wird der feste Verbund Metall-Knochen absichtlich herabgesetzt, um auch die großflächigen Vorsprünge im oberen Schaftbereich voll in den Gesamtkraftfluß mit einzubeziehen.
Der Schaftspitzenbereich wird daher vor allem benutzt, um den Schaft zu führen und zu zentrieren, was wichtig ist, um Spannungsspitzen an den Extrempunkten der Vorsprünge zu vermeiden. Einzelheiten der Erfindung sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Der Tibiateil (1) besteht aus der Tibiaauflagefläche (2) und dem fest angesetzten Schaft (3). Die Schaftlänge beträgt etwa 120 mm. Der Schaft weist einen konstanten, zylindrischen Kerndurchmesser (3), (5) auf.
In regelmäßigen Abständen sind an diesem Schaft umlaufende, ringförmige Vorsprünge (4) angebracht, die im seitlichen Schnitt eine Trapezform (4) aufweisen. Die alle äußeren Punkte dieser Vorsprünge umhüllende Fläche bildet einen Konus, welcher am Ort der Tibiaauflagefläche am größten ist und einen größten Durchmesser von ca. 30 mm besitzt. Der Durchmesser des der Schaftspitze (5) zunächst liegenden Ringes ist nur etwa 3 mm größer als der in diesem Bereich glatte und ca. 25 mm lange, an der Spitze abgerundete Schaftkern. Die im seitlichen Schnitt trapezförmig ausgebildeten Vorsprünge, nachfolgend auch als Trapezringe bezeichnet (4), sind so ausgebildet, daß sie von ihrem größten Abstand zum Schaftkern (3) nicht im rechten Winkel, sondern in einer zur Tibiaauflagefläche geneigten Richtung aufsteigen. Auf diese Weise ergibt sich ein "Tannenbaumprofil" (9).
Auf der Unterseite der Tibiaauflagefläche (3) sind zahlreiche Dorne mit Kegelspitzen (8) aufgesetzt. Der mit den Trapezringen versehene Schaft ist in Längsrichtung mit 4 Längsnuten (6) versehen, die parallel zur Schaftkernoberfläche (3) verlaufen und noch einige Millimeter in die Schaftkernoberfläche (7) eindringen. Eine Zentrierbohrung (10) ist im Schaft vorgesehen.
Der femorale Teil (11) besteht aus dem Condylenteil (13), (17) und dem fest angesetzten oder angegossenen Schaft (3). Dieser Schaft ist in der selben Weise konstruiert, wie es oben für den tibialen Teil beschrieben ist. Lediglich im Bereich des patellaren Schildes (24) sind die Trapez ringe einseitig bis auf den Kerndurchmesser des Schaftes abgetragen (14). Die Innenseite des Condylenteiles weist im Bereich des patellaren Schildes und der dorsalen Condylen Fräszähne (12) auf.
Die Condylenoberfläche (13) ist bis zum Bereich des Schaftansatzes (11) als Teil einer Kugeloberfläche ausgebildet (13), (17). Dieser Bereich der Condylenfläche besteht daher entsprechend den physiologischen Gegebenheiten, aus zwei gleichartigen Teilen (17), die jeder für sich einen Ausschnitt aus einer Kugeloberfläche bilden. Diese beiden Teile sind durch eine Einbuchtung (18) voneinander getrennt, die Raum für die freie Bewegung der Kreuzbänder schafft.
Die Tibiaauflage (19) weist zwei mit einem Radiusfräser erzeugte, langgezogene Vertiefungen (20) auf, die winkelig zueinander stehen (21), (22). In dem vorderen Teil dieser Vertiefungen (20) ist der Condylenteil (17) formschlüssig einpaßbar.
Zwischen den beiden Vertiefungen ist eine nach vorne aufsteigende, wallförmige Aufwölbung (23) angebracht.
Der Anwendungsbereich der beschriebenen zement losen Schaftverankerung muß sich nicht nur auf Anwendungen im Bereiche des Kniegelenkes beziehen, sondern kann auch für Implantate anderer Gelenke, wie z. B. auch für das Hüftgelenk, erweitert werden.
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Claims

ENDOPROTHESENVERANKERUNG Schu tzansprüche Endoprothesenverankerung für eine Kniegelenktotalprothese, bestehend aus einem femoralen und einem tibialen Teil, mit intramedullär zementlos verankerbaren Schäften, dadurch gekennzeichnet, daß an dem zylindrischen Schaftkern in regelmäßigen Abständen ringförmig umlaufende Vorsprünge angebracht sind, die im seitlichen Profil eine Trapezform aufweisen, daß die die äußeren Punkte dieser Vorsprünge umhüllende Fläche einen Konus bildet, welcher am Ort der Tibiaauflagefläche oder der Femurcondylen seinen größten Durchmesser hat, daß der Durchmesser des der Schaftspitze zunächst liegenden Ringes einen nur um ca. 3 mm größeren Durchmesser als der zylindrische Schaftkern besitzt, daß der Endbereich der Schaftspitze glatt und an der Spitze deutlich abgerundet ist und daß die Vorsprünge mit einem stumpfen Winkel an dem Schaftkern ansetzen, zur Spitze hin bis zu ihrem größten Radiusabstand abfallen und dann wieder an der Unterseite in Schaftrichtung ansteigen.
2.

Endoprothesenverankerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Tibiaauflagefläche zahlreiche Kegelspitzen auf Zylinderstifte aufgesetzt sind (8).
3.

Endoprothesenverankerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaft mehrere Längsnuten (6) aufweist, die bis auf den Schaftkern (3) reichen.
4.

Endoprothesenverankerung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem femoralen Teil die Trapezringe (4) einseitig bis auf den Kerndurchmesser abgetragen sind (14).
5.

Endoprothesenverankerung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß im Bereich des patellaren Schildes und der dorsalen Condylen Fräszähne (12) angebracht sind.
6.

Endoprothesenverankerung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tibiaauflagefläche (19) zwei mit einem Radiusfräser erzeugbare, langgezogene Vertiefungen (20) aufweist.
7.

Endoprothesenverankerung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (20) winklig zueinander stehen (21), (22).