DE60034167T2

DE60034167T2 - Modulares Gelenkprothesensystem

Info

Publication number: DE60034167T2
Application number: DE60034167T
Authority: DE
Inventors: Michael J. West Barnstable O'Neil; Joseph Lakeville Kennedy; James Attleboro Boyko; George Duxbury Cipolletti
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 1999-02-03
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2007-12-13
Anticipated expiration: 2020-02-03
Also published as: AU1488100A; JP4425404B2; US20020072802A1; AU771796B2; EP1025818A3; DE60034167D1; US6709461B2; EP1025818B1; EP1025818A2; JP2000245758A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Gelenkprothesen. Genauer ist die Erfindung auf tibiale Komponenten von Kniegelenkprothesen gerichtet, die so ausgestaltet werden können, daß sie entweder drehbar oder nicht drehbar sind.
Gelenkersatzchirurgie ist recht üblich und sie ermöglicht es vielen Menschen, sich normal zu betätigen, was ansonsten nicht möglich wäre. Künstliche Gelenke weisen üblicherweise metallische, keramische und/oder Kunststoffkomponenten auf, die am vorhandenen Knochen befestigt werden.
Kniegelenkplastik ist eine wohlbekannte chirurgische Prozedur, bei der ein erkranktes und/oder geschädigtes natürliches Kniegelenk durch eine Kniegelenkprothese ersetzt wird. Typische Knieprothesen umfassen eine femorale Komponente, eine Kniescheibenkomponente, einen tibialen Boden oder ein Plateau und einen tibialen Lagereinsatz. Die femorale Komponente umfaßt im allgemeinen ein Paar seitlich beabstandeter Kondylenteile, deren distale Flächen mit komplementären Kondylenelementen, die in einem tibialen Lagereinsatz gebildet sind, ein Gelenk bilden.
Das tibiale Plateau wird innerhalb des Schienbeins eines Patienten angeordnet. Typischerweise wird der tibiale Lagereinsatz, der üblicherweise aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (UHMWPE) hergestellt ist, auf der oberen Fläche des tibialen Plateaus angeordnet. Die Geometrie und Struktur des tibialen Lagereinsatzes variiert abhängig von den Erfordernissen und dem Gelenkzustand eines Patienten. Einige tibiale Lagereinsätze sind so gestaltet, daß sie mit Gelenkprothesen verwendet werden, die während Prozeduren implantiert werden, welche Kreuzbänder halten. Andere werden nach dem Entfernen der Kreuzbänder implantiert und sind somit derart aufgebaut, daß sie den Verlust dieser Bänder kompensieren. Noch andere tibiale Lagereinsätze werden mit Prothesen verwendet, die für eine verbesserte Stabilisierung des Kniegelenks sorgen. Zusätzlich zu der Geometrie, die von einem tibialen Lagerein satz einer Gelenkprothese angenommen werden kann, kann der tibiale Lagereinsatz so gestaltet werden, daß er in bezug auf das tibiale Plateau, auf dem er angebracht ist, fest oder drehbar ist.
Drehbare Knieprothesen können in Fällen angezeigt sein, bei denen ein Chirurg glaubt, daß Kräfte, die während des normalen täglichen Einsatzes auf die Prothese gebracht werden, zu anomalem Kontakt oder der Verlagerung oder Versetzung des Einsatzes von dem tibialen Boden führen können. Um diese Kräfte aufzunehmen und die Möglichkeit der Verlagerung zu verringern, sind einige tibiale Komponenten von Knieprothesen so gestaltet worden, daß sie die Drehung des tibialen Lagereinsatzes relativ zu der proximalen oder oberen Fläche des tibialen Bodens um die Längsachse der Prothese erlauben. Eine solche Drehung kann die Kontaktfläche zwischen den femoralen Kondylen und dem tibialen Lagereinsatz über den Bereich der Kniebewegung erhöhen, was somit die Belastung auf den tibialen Lagereinsatz verringert.
Verschiedene Gestaltungen für drehbare tibiale Komponenten von Kniegelenkprothesen sind in der Technik bekannt. Zum Beispiel offenbaren das US-Patent Nr. 4,219,893 (Noiles) und das US-Patent Nr. 4,301,553 (Noiles) Kniegelenkprothesen, bei denen die tibiale Komponente ein tibiales Plateau mit einer Lagerfläche mit einem ausgenommenen Bereich aufweist, in dem der tibiale Lagereinsatz ruhen kann. Ausreichend Freiraum ist in der Lagerfläche des tibialen Plateaus vorgesehen, um etwas von der Mitte zur Seitee Drehung des tibialen Lagereinsatzes in bezug auf das tibiale Plateau zu erlauben. Andere Patente, die tibiale Komponenten von Kniegelenkprothesen offenbaren, bei denen ein tibialer Lagereinsatz in bezug auf das tibiale Plateau drehbar ist, sind die US-Patente Nr. 5,059,216 (Winters); 5,071,438 (Jones u.a.); 5,171,283 (Pappas u.a.) und 5,489,311 (Cipolletti).
Es ist für einen Chirurgen üblicherweise nicht möglich, vor der Chirurgie eine endgültige Bestimmung des Typs des Knieprothesensystems zu treffen, das für einen Patienten am besten geeignet ist. Diese Entscheidung wird üblicherweise nicht getroffen, bis der Zustand des Knies im Laufe der Operation bewertet ist.
Als ein Ergebnis der zahlreichen Kandidaten-Gestaltungen für Kniegelenkprothesen können mehrere Prothesenkomponenten unterschiedlicher Gestaltungen während einer chirurgischen Prozedur verwendet oder ausprobiert werden, bevor die geeigneten Komponenten ausgewählt werden. Demgemäß ist ein großes Lager an Teilen während einer chirurgischen Prozedur für den Gelenkersatz erforderlich, was somit zu den Kosten der Operation beiträgt.
Trotz der vorliegenden Gestaltungen für Kniegelenkprothesen mit einer drehbaren tibialen Komponente verbleibt ein Bedürfnis nach Prothesen, die die Drehung des tibialen Lagereinsatzes erlauben, um die Belastungen, die auf das Knie gebracht werden, abzufangen. Gleichzeitig sollten derartige tibiale Lagereinsätze ausreichend axiale Sicherung besitzen, um so die Möglichkeit der Subluxation des tibialen Lagereinsatzes zu verringern oder zu beseitigen.
Es würde somit vorteilhaft sein, ein Gelenkprothesensystem zur Verfügung zu stellen, das modulare Prothesenkomponenten verwendet, die so aufgebaut werden können, daß sie entweder drehbare oder nicht drehbare Prothesen aus derselben Sammlung modularer Teile bilden. Ein solches System würde in effektiver Weise die Gesamtzahl im Lager verkleinern und die Lagerhaltungskosten verringern, die mit der Knieersatzchirurgie verbunden sind.
Die US 5,824,103 und die US 4,257,129 offenbaren beide Prothesensysteme. Ihre Offenbarung bildet die Basis für den einleitenden Teil von Anspruch 1, der hier angefügt ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt ein drehbares Kniegelenkprothesensystem wie in Anspruch 1 definiert zur Verfügung, welches modulare Komponenten verwendet, um zu ermöglichen, daß das Prothesensystem drehbar gestaltet wird.
Das Prothesensystem der Erfindung weist wenigstens einen tibialen Lagereinsatz auf, der eine obere gelenkbildende Fläche mit wenigstens einer darin ausgebildeten Konkavität und eine untere Kontaktfläche hat. Die untere Kontaktfläche umfaßt bevorzugt wenigstens ein längliches Schwalbenschwanzelement, das entweder ein männliches oder ein weibliches Schwalbenschwanzelement sein kann. Eine Bohrung ist im wesentlichen mittig in den tibialen Lagereinsatz angeordnet, und sie erstreckt sich von seiner oberen zu seiner unteren Fläche.
Das System umfaßt auch ein tibiales Plateau, welches eine untere, am Knochen anliegende Fläche und eine obere Fläche mit einer im wesentlichen mittig angeordneten Bohrung im tibialen Plateau hat. Die obere Fläche des tibialen Plateaus umfaßt bevorzugt auch wenigstens ein komplementäres Schwalbenschwanzelement, das schiebbar mit dem länglichen Schwalbenschwanzelement des tibialen Lagereinsatzes zusammenpaßbar ist. Das Zusammenführen der Schwalbenschwanzelemente des tibialen Lagereinsatzes und des tibialen Plateaus verbindet diese beiden Komponenten in einer solchen Weise miteinander, daß der tibiale Lagereinsatz nicht drehbar auf dem tibialen Plateau angebracht ist. Das System umfaßt auch ein längliches Sicherungselement, das in sowohl die Bohrung im tibialen Plateau als auch in die Bohrung im tibialen Lagereinsatz einzubauen ist, um jegliche lineare Bewegung (d. h. Verschiebung) des tibialen Lagereinsatzes in der Richtung von der Mitte zur Seite und von vorn nach hinten unabhängig von dem tibialen Plateau zu verhindern. Das längliche Element kann in der Form eines Bolzenelementes oder eines Zylinderstiftes mit relativ kleinem Durchmesser vorliegen.
Die Komponenten des Prothesensystems sind so ausgestaltet, daß sie eine modulare, drehbare tibiale Prothesenkomponente bilden. Diese Erfindung umfaßt daher in dem tibialen Plateau eine drehbare Plattformbasis und eine tibiale Plateaukomponente. Die drehbare Plattformbasis hat eine untere, gelenkbildende Fläche, die ein Paßzapfenelement umfaßt, welches sich distal von diesem erstreckt, und eine obere Fläche, die eine im wesentlichen mittig angeordnete Bohrung der drehbaren Plattformbasis hat. Weiter umfaßt die obere Fläche der drehbaren Plattformbasis bevorzugt das wenigstens ein längliches komplementäres Schwalbenschwanzelement, das schiebbar mit dem Schwalbenschwanzelement des tibialen Lagereinsatzes derart zusammenpaßbar sein würde, daß der tibiale Lagereinsatz nicht drehbar an der drehbaren Plattformbasis angebracht ist. Dieses System umfaßt auch ein längliches Sicherungselement, das sowohl in die Bohrung der drehbaren Plattformbasis als auch in die Bohrung des tibialen Lagereinsatzes einbaubar ist, um jegliche lineare Bewegung (d. h. Verschiebung) des tibialen Lagereinsatzes in der Richtung von der Mitte zur Seite und von vorn nach hinten unabhängig von der drehbaren Plattformbasis zu verhindern.
Das tibiale Plateau umfaßt eine obere Fläche mit einem darin ausgebildeten Einbauhohlraum und eine untere Fläche mit einem am Knochen anliegenden Einbauzapfen, der sich von dieser distal erstreckt. Der Einbauhohlraum hat Abmessungen, die ausreichend sind, um das Paßzapfenelement der drehbaren Plattformbasis derart aufzunehmen, daß die drehbare Plattformbasis sich entweder in einer Richtung im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn relativ zu dem tibialen Plateau drehen kann.
Das modulare Prothesensystem der Erfindung kann eine Vielfalt von Komponenten umfassen, die in unterschiedlichen Größen und Geometrien vorliegen. Das heißt, das System kann mit unterschiedlich bemessenen tibialen Lagereinsätzen und mit tibialen Lagereinsätzen mit Strukturen und Funktionalitäten, die sie für unterschiedliche Zustände beim Patienten zweckmäßig machen, versehen sein. Sets, die Chirurgen zur Verfügung gestellt werden, können eine ausreichende Anzahl von Komponenten umfassen, um den Zusammenbau einer drehbaren oder nicht drehbaren tibialen Prothesenkomponente zu erlauben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfinder wird vollständiger aus der folgenden genauen Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, wobei:
1 eine Ansicht einer repräsentativen nicht drehbaren tibialen Prothese von hinten ist, die der vorliegenden Erfindung nicht entspricht;
1A eine detallierte Schnittansicht eines Teiles der 1 ist;
2 eine Seitenaufrißansicht der Prothese der 1 ist;
3 eine perspektivische Ansicht der nicht zusammengesetzten Prothese der 1 ist;
3A eine detallierte Schnittansicht eines Teiles der 3 ist;
4 eine Aufrißansicht einer alternativen, drehbaren tibialen Prothesenkomponente gemäß der vorliegenden Erfindung von hinten ist;
5 eine Seitenaufrißansicht der Prothese der 4 ist;
6 eine perspektivische Ansicht der nicht zusammengesetzten Prothese der 4 ist;
7 eine Ansicht einer alternativen drehbaren tibialen Komponente gemäß der vorliegenden Erfindung von vorn ist;
8 eine Seitenaufrißansicht der Prothese der 7 ist; und
9 einer perspektivische Ansicht der nicht zusammengesetzten Prothese der 7 ist.
GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung stellt eine modulare tibiale Komponente für ein Gelenkprothesensystem zur Verfügung. Die Modularität des Systems erlaubt es, daß Basiskomponenten in verschiedenen Kombinationen verwendet werden, um sowohl drehbare als auch nicht drehbare Komponenten zu ergeben. Das heißt, dieselbe Gestaltung für einen tibialen Lagereinsatz kann mit verschiedenen modularen Komponenten verwendet werden, um sowohl drehbare als auch nicht drehbare Prothesen zu bilden. Dieses Merkmal hilft dabei, das Teilelager insgesamt zu verkleinern und die Kosten der Ersatzchirurgie zu verringern.
Die 1–3A veranschaulichen eine nicht drehbare tibiale Komponente 10 eines Gelenkprothesensystems, welche einen tibialen Lagereinsatz 12, ein tibiales Plateau 14 und ein Sicherungselement 16 umfaßt. Sie entspricht nicht der Erfindung.
Der tibiale Lagereinsatz 12 hat eine obere Fläche 18, welche wenigstens eine Konkavität 20 umfaßt und welche mit einer femoralen Komponente (nicht gezeigt) ein Gelenk bildet. Die untere Fläche 22 des tibialen Lagereinsatzes 12 umfaßt wenigstens ein Schwalbenschwanzelement 24. Weiter erstreckt sich eine Bohrung 26 durch den tibialen Lagereinsatz von der oberen zu der unteren Fläche 18, 22 des tibialen Lagereinsatzes. Der Durchmesser der Bohrung kann in dem Bereich von ungefähr 2 bis 8 mm sein. Das Schwalbenschwanzelement 24 kann ein männliches oder ein weibliches Schwalbenschwanzelement sein und es kann sich entweder in die Richtung von vorn nach hinten oder von der Mitte zur Seite erstrecken. Bei der veranschaulichten Ausführungsform sind zwei parallele, weibliche Schwalbenschwanzelemente vorgesehen, wobei sich jedes in die Richtung von vorn nach hinten erstreckt.
Das weibliche Schwalbenschwanzelement 24, das in den 1–3A veranschaulicht ist, kann einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt mit einer offenen Seite 28 auf der unteren Fläche 18 des tibialen Lagereinsatzes 12, einer Basiswand 30, die im wesentlichen parallel zu der unteren Fläche 18 ist, eine Seitenwand 32 und eine schräg verlaufende Seitenwand 34 haben. Bevorzugt erstreckt sich das Schwalbenschwanzelement 24 über im wesentlichen die gesamte untere Fläche 22 des tibialen Lagereinsatzes von der vorderen Kante 33 zu der hinteren Kante 35. Die Abmessungen des Schwalbenschwanzelementes 24 können abhängig von den Anforderungen einer gegebenen Anwendung variieren. In einer beispielhaften Ausführungsform jedoch kann die offene Seite 28 eine Länge von ungefähr 2 bis 6 mm überspannen, während die Tiefe des Schwalbenschwanzelementes (gemessen von der unteren Fläche 22 zu der Basiswand 30) ungefähr 2 bis 6 mm ist. Die schräg verlaufende Seitenwand 34 kann unter einem Winkel (α) von ungefähr 15° bis 45° ausgerichtet sein.
Das System der Erfindung kann eine Vielfalt bekannter Typen tibialer Lagereinsätze umfassen, die jeweils für eine unterschiedliche Funktionalität der Knieprothese geeignet sind. Obwohl die 1–9 einen tibialen Lagereinsatz veranschaulichen, der ein hervorstehendes Dornelement 26 hat, können andere Typen tibialer Lagereinsätze, so wie solche ohne Dornen oder solche mit unterschiedlich bemessenen oder geformten Dornen ebenso verwendet werden. Zum Beispiel kann der tibiale Lagereinsatz ein Einsatz zum Halten eines Kreuzbandes, ein Einsatz zum Ersetzen eines Kreuzbandes oder ein stabilisierender Einsatz sein. In dem Fall des ein Kreuzband ersetzenden und des stabilisierenden Einsatzes, welche hervorstehende Dornelemente umfassen, kann die Höhe des Dornelementes in dem Bereich von ungefähr 5 bis 30 mm sein.
Das tibiale Plateau 14, das mit der drehbaren tibialen Komponente 10 verwendet wird, umfaßt eine obere Fläche 38 und eine untere Fläche 40. Die untere Fläche umfaßt bevorzugt einen sich distal erstreckenden Einbauzapfen 42, der in einen vorbereiteten Hohlraum einsetzbar ist, der in dem Schienbein eines Patienten in einer auf dem Gebiet bekannten Weise gebildet ist. Eine Bohrung 44 ist in dem tibialen Plateau gebildet, die sich von der oberen Fläche 38 in den Einbauzapfen 42 erstreckt. Die Bohrung hat typischerweise eine Tiefe von ungefähr 5 bis 25 mm und einen Durchmesser von ungefähr 2 bis 8 mm.
Die obere Fläche 38 des tibialen Plateaus 14 umfaßt wenigstens ein komplementäres Schwalbenschwanzelement 44, das schiebbar mit dem Schwalbenschwanzelement 24, das in dem tibialen Lagereinsatz 12 gebildet ist, zusammenpaßbar ist. Wie oben angemerkt kann das Schwalbenschwanzelement 14 des tibialen Lagereinsatzes entweder männlich oder weiblich sein. Mit der Verwendung des Ausdrucks "komplementär" in bezug auf das komplementäre Schwalbenschwanzelement 44, das in dem tibialen Plateau gebildet ist, wird deutlich gemacht, daß der Typ des Schwalbenschwanzes, der auf dem tibialen Plateau 14 gebildet ist, das Gegenstück dessen ist, der in dem tibialen Lagereinsatz 12 gebildet ist. Das heißt, wenn in einem tibialen Lagereinsatz ein weibliches Schwalbenschwanzelement gebildet ist, ist auf dem tibialen Plateau ein männlicher Schwalbenschwanz ausgebildet.
Bei der veranschaulichten Ausführungsform ist der komplementäre Schwalbenschwanz 44 ein männlicher Schwalbenschwanz. Somit erhebt er sich über die obere Fläche 38 des tibialen Plateaus 14. Ein oder mehrere komplementäre Schwalbenschwänze 44 können auf der oberen Fläche 38 des tibialen Plateaus 14 vorliegen. Bevorzugt entspricht die Anzahl der komplementären Schwalbenschwänze 44 der Anzahl der Schwalbenschwänze 24. Weiter erstrecken sich die komplementären Schwalbenschwänze 44 bevorzugt parallel zueinander und erstrecken sich in die Richtung von vorn nach hinten oder die Richtung von der Mitte zur Seite. Ein Durchschnittsfachmann wird leicht verstehen, daß die komplementären Schwalbenschwanzelemente 44 auf dem tibialen Plateau 14 so angeordnet werden sollten, daß sie mit den Schwalbenschwanzelementen 24 ausgerichtet sind, die in dem tibialen Lagereinsatz 12 vorhanden sind. Bei der veranschaulichten Ausführungsform werden zwei parallele, männliche komplementäre Schwalbenschwanzelemente 44 verwendet, wobei sich jeder über die gesamte obere Fläche 38 des tibialen Plateaus 14 von der vorderen Kante 46 zu der hinteren Kante 48 erstreckt.
Das komplementäre Schwalbenschwanzelement 44 erhebt sich bevorzugt auf eine Höhe (H) von ungefähr 2 bis 6 mm über die obere Fläche 38. Das komplementäre Schwalbenschwanzelement umfaßt eine obere Wand 50, eine Seitenwand 52 und eine schräg verlaufende Seitenwand 54. Ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, daß die Abmessungen der komplementären Schwalbenschwanzelemente 44 derart sein müssen, daß sie passend in die Schwalbenschwanzelemente 24 des tibialen Lagereinsatzes 12 gleiten können. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die Breite der oberen Wand 50 bevorzugt in dem Bereich von ungefähr 3 bis 8 mm, während die schräg verlaufende Seitenwand 50 sich unter einem Winkel von ungefähr 15° bis 45° erstreckt.
Der Einbauzapfen 42, der auf dem tibialen Plateau 14 gebildet ist, ist ein Typ, der in der Technik wohlbekannt ist, und seine Form und Abmessungen können leicht von einem Durchschnittsfachmann ermittelt werden.
Die tibiale Komponente kann weiter ein Sicherungselement 16 umfassen, das den tibialen Lagereinsatz 12 und das tibiale Plateau 14 in einer solchen Weise verbinden kann, daß jegliche Verschiebebewegungen dieser Komponenten in bezug aufeinander verhindert werden. Wie in den 1 und 2 gezeigt, wird, sobald der tibiale Lagereinsatz und das tibiale Plateau miteinander verbunden sind, das Sicherungselement durch die Bohrung 26 in den tibialen Lagereinsatz 12 und in den Hohlraum 43 des tibialen Plateaus 14 eingesetzt. Wenn es so positioniert ist, verriegelt das Sicherungselement 16 im wesentlichen den tibialen Lagereinsatz 12 und das tibiale Plateau 14 miteinander, was jegliche relative Verschiebebewegung dieser beiden Elemente verhindert.
Das Sicherungselement 16 kann eine Vielfalt an Formen und Ausgestaltungen annehmen. Offensichtlich sollte das Sicherungselement 16 Abmessungen haben, die es ihm ermöglichen, in die Bohrung 26 und den Hohlraum 43 mit einem Reibschluß eingebaut zu werden. Das Sicherungselement 12 kann in der Form eines Bolzenelementes 56 vorliegen. Das Bolzenelement 56 umfaßt einen länglichen Schaft 18, der sich von einem Kopfteil 60 erstreckt. Der Kopfteil 60 sollte Abmessungen haben, die es ihm ermöglichen, in einen Sitzbereich 62 zu passen, der auf der oberen Fläche 18 des tibialen Lagereinsatzes 12 gebildet ist. Bei einer beispielhaften Ausführungsform hat das Bolzenelement eine Gesamtlänge von ungefähr 5 bis 45 mm mit einer Länge des länglichen Schaftes von ungefähr 5 bis 30 mm und einer Länge des Kopfes von ungefähr 3 bis 5 mm. Der Durchmesser des Bolzenelementes ist bevorzugt in dem Bereich von ungefähr 2 bis 6 mm.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in den 7–9 veranschaulicht ist, kann das Sicherungselement 16 in der Form eines Zylinderstiftes 64 vorliegen, der gleichermaßen in der Bohrung 26 und in dem Hohlraum 43 angeordnet werden kann. Obwohl die 7–9 die Verwendung eines Zylidnerstiftes 64 als ein Sicherungselement 16 bei einer drehbaren tibialen Komponente veranschaulichen, wird ein Durchschnittsfachmann verstehen, daß die Verwendung eines Zylinderstiftes gleichermaßen ebenso bei nicht drehbaren tibialen Komponenten geeignet ist.
Die 4–6 veranschaulichen eine drehbare tibiale Komponente 60, welche einen tibialen Lagereinsatz 12 eines Typs umfaßt, der praktisch identisch dem ist, der oben in bezug auf die 1–3A beschrieben ist, eine drehbare Plattformbasis 68, ein tibiales Plateau 70 und ein Sicherungselement 16.
Wie oben angemerkt ist der tibiale Lagereinsatz 12 praktisch identisch dem, der oben in bezug auf die 1–3A beschrieben ist.
Die drehbare Plattformbasis 68 umfaßt eine obere Fläche 74 und eine untere Fläche 76. Ein Paßzapfen 78 erstreckt sich distal von der unteren Fläche 70 der drehbaren Plattformbasis 68. Weiter ist eine Bohrung 80 im wesentlichen mittig innerhalb der drehbaren Plattformbasis 68 angeordnet. Die Bohrung 80 erstreckt sich durch die drehbare Plattformbasis 68 von der oberen Fläche 74 und in den Paßzapfen 78. Die Bohrung 80 kann eine Sackbohrung sein, wie in den 4–6 gezeigt, oder sie kann sich vollständig durch den Paßzapfen 78 der drehbaren Plattformbasis erstrecken, wie in den 7–9 gezeigt.
Die obere Fläche 74 der drehbaren Plattformbasis 68 umfaßt weiterhin komplementäre Schwalbenschwanzelemente 44, die identisch denen sind, die oben mit Bezug auf die 1–3A beschrieben sind. Während die 1–3A die komplementären Schwalbenschwanzelemente 44 auf der oberen Fläche des tibialen Plateaus 14 angeordnet veranschaulichen, veranschaulichen die 4–9 das komplementäre Schwalbenschwanzelement 44 auf einer oberen Fläche 74 der drehbaren Plattformbasis 68 angeordnet.
Das tibiale Plateau 70, das mit der drehbaren tibialen Komponente 66 verwendet wird, umfaßt eine obere Fläche 82 und eine untere Fläche 84. Ein Einbauzapfen 86, in Struktur und Abmessungen ähnlich dem Einbauzapfen 42, erstreckt sich bevorzugt distal von der unteren Fläche 84. Ein passender Hohlraum 88, der in der oberen Fläche des tibialen Plateaus 70 gebildet ist, erstreckt sich von einer Öffnung 90 auf der oberen Fläche 82 des tibialen Plateaus 70 und endet an einer Endwand (nicht gezeigt) innerhalb des Einbauzapfens 86. Ein Durchschnittsfachmann wird leicht verstehen, daß der passende Hohlraum Abmessungen haben sollte, die es ermöglichen, daß der Paßzapfen 78 der drehbaren Plattformbasis 68 seinen Sitz darin findet, wobei es der drehbaren Plattformbasis 68 möglich ist, daß sie zur Drehbewegung relativ zu dem tibialen Plateau 70 in der Lage ist.
Der Paßzapfen 78 hat bevorzugt eine Länge von 10 bis 40 mm und verläuft nach innen abgeschrägt von einem proximalen Ende 92 zu seinem distalen Ende 94. Der Durchmesser des Paßzapfens 78 an seiner breitesten Stelle ist in dem Bereich von ungefähr 10 bis 25 mm, und der Durchmesser schrägt sich auf ungefähr 5 bis 20 mm an seiner schmalsten Stelle ab.
Wie oben angemerkt sollten die Abmessungen des passenden Hohlraums 88 ausreichend sein, um den Paßzapfens 78 drehbar zu lagern. Demgemäß ist die Tiefe des passenden Hohlraums bevorzugt ungefähr 10 bis 40 mm, und der passende Hohlraum hat einen Durchmesser, der sich von einem Durchmesser an seinem breitesten, proximalen Abschnitt von ungefähr 10 bis 25 mm auf einen Durchmesser von ungefähr 10 bis 25 mm auf einen Durchmesser von ungefähr 5 bis 20 mm an seinem schmalsten, distalen Abschnitt abschrägt.
Das Sicherungselement 16 wird auch mit der drehbaren tibialen Komponente 66 verwendet, um die relative Verschiebung zwischen dem tibialen Lagereinsatz und der drehbaren Plattformbasis 18 zu verhindern. Die 4–6 veranschaulichen eine Ausführungsform de Erfindung, bei der das Sicherungselement 16 ein Bolzen 56 des Typs ist, der oben mit Bezug auf die 1–3A beschrieben ist. Die 7–9 veranschaulichen eine weitere Ausführungsform der Erfindung, auch oben beschrieben, bei der das Sicherungselement 16 ein länglicher Zylinderstift 64 ist. Sobald der tibiale Lagereinsatz 12 und die drehbare Plattformbasis 18 aneinandergepaßt sind, kann der Zylinderstift 64 durch die Bohrung 26, die in dem tibialen Lagereinsatz gebildet ist, und durch die Bohrung 80, die in der drehbaren Plattformbasis gebildet ist, eingesetzt werden. Die relativen Abmessungen von Zylinderstift 64 und den Bohrungen 26, 80 sollten derart sein, daß ein Reibschluß bewirkt wird. Sobald der Zylinderstift so positioniert ist, ist das Entkoppeln des tibialen Lagereinsatzes und der drehbaren Plattformbasis nicht möglich, da die ineinandergreifenden Schwalbenschwanzelemente die axiale Trennung dieser Komponenten verhindern und der Zylinderstift jegliche Verschiebebewegung verhindert, welche bewirken könnte, daß sich diese Stücke trennen.
Ein Durchschnittsfachmann wird leicht verstehen, wie die Prothesenkomponenten der Erfindung zusammenzubauen sind. In dem Fall der nicht drehbaren tibialen Komponente 10, die in den 1–3A veranschaulicht ist, kann ein geeignet bemessener und geformter tibialer Lagereinsatz an ein tibiales Plateau angepaßt werden, indem diese Komponenten so ausgerichtet werden, daß die Schwalbenschwanzelemente 24, 44 schiebbar zusammengepaßt werden können. Sobald der tibiale Lagereinsatz schiebbar auf dem tibialen Plateau angeordnet ist, wird das Sicherungselement 16 (z. B. der Bolzen 56 oder der Zylinderstift 64) zwischen den tibialen Lagereinsatz und das tibiale Plateau 14 gebracht, um die relative Verschiebebewegung dieser Komponenten zu verhindern.
In ähnlicher Weise kann die drehbare tibiale Komponente 66 zusammengebaut werden, indem der tibiale Lagereinsatz 12 mit der drehbaren Plattformbasis 68 schiebbar verbunden wird und anschließend das Sicherungselement 16 (d. h. der Bolzen 56 oder der Zylinderstift 64) innerhalb der Bohrungen 26, 80 positioniert wird, um die relative Schiebebewegung zwischen dem tibialen Lagereinsatz 12 und der drehbaren Plattformbasis 68 zu verhindern. Wenn einmal diese Komponenten zusammengebaut sind, können sie an das tibiale Plateau 70 angebaut werden, indem der Paßzapfen 78 in den passenden Hohlraum 80 gesetzt wird. Sobald der tibiale Lagereinsatz und die drehbare Plattformbasis 12, 68 in dem tibialen Plateau 70 sitzen, ist die Anordnung aus tibialem Lagereinsatz/drehbarer Plattformbasis in der Lage, sich in bezug auf das tibiale Plateau zu drehen.
Ein Durchschnittsfachmann wird leicht verstehen, daß eine Vielfalt an Materialien verwendet werden kann, um die Komponenten der Erfindung herzustellen. Das tibiale Plateau wird typischerweise aus einem Metall oder einer Metallegierung hergestellt, während der tibiale Lagereinsatz typischerweise aus einem polymeren Material, so wie einem Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht, hergestellt wird. Die drehbare Plattformbasis kann aus einem polymeren Material oder einem Metall oder einer Metallegierung ähnlich der, die für das tibiale Plateau verwendet wird, hergestellt werden. Ein Durchschnittsfachmann wird auch verstehen, daß eine Vielfalt von Materialien verwendet werden kann, um das Sicherungselement zu erzeugen. Bevorzugt wird das Sicherungselement aus einem Metall oder einer Metallegierung hergestellt, das einen höheren Modul hat als den des Materials, aus dem der tibiale Lagereinsatz hergestellt wird.
Es wird verstanden, daß verschiedene Modifikationen an der hierin beschriebenen Erfindung vorgenommen werden können, ohne daß man sich von ihrem beabsichtigten Umfang entfernt, wie er durch die angefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

Gelenkprothesensystem (66), mit: wenigstens einem tibialen Lagereinsatz (12), der eine obere, gelenkbildende Fläche wenigstens einer darin ausgebildeten Konkavität (20) und eine Kontaktfläche mit einer im wesentlichen mittig angeordneten Bohrung (26) des tibialen Lagereinsatzes und wenigstens ein Oberflächenmerkmal (24), das sich entlang der oberen Fläche in einer Richtung erstreckt, die aus der Gruppe bestehend aus der Richtung von vorn nach hinten und der Richtung von der Mitte zur Seite ausgewählt ist, hat; einem tibialen Plateau (68&70) mit einer am Knochen anliegenden unteren Fläche (84) und einer oberen Fläche (74), die eine im wesentlichen mittig angeordnete Bohrung (80) des tibialen Plateaus hat, und wenigstens einem komplementären Oberflächenmerkmal (44), das verschieblich mit dem wenigstens einen Oberflächenmerkmal (24) auf dem wenigstens einen tibialen Lagereinsatz (12) zusammenpaßbar ist, wobei das wenigstens eine komplementäre Oberflächenmerkmal (44) sich entlang der oberen Fläche (74) des tibialen Plateaus in einer Richtung erstreckt, die aus der Gruppe bestehend aus der Richtung von vorn nach hinten und der Richtung von der Mitte zur Seite ausgewählt ist; und einem länglichen Element (16), das sowohl innerhalb der Bohrung (80) des tibialen Plateaus als auch in der Bohrung (26) des tibialen Lagereinsatzes anordenbar ist, um jegliche Bewegung des wenigstens einen tibialen Lagereinsatzes (12) in den Richtungen von der Mitte zur Seite und von vorn nach hinten unabhängig von dem tibialen Plateau (68&70) zu verhindern; dadurch gekennzeichnet, daß: das tibiale Plateau (68&70) eine drehbare Plattformbasis (68), das eine untere gelenkbildende Fläche (76) mit einem Zapfenelement (78), das sich distal davon erstreckt, und die obere Fläche (74) mit der im wesentlichen zentral angeordneten Bohrung (80) hat, und eine tibiale Plateaukomponente (70) mit einer oberen Fläche (82) mit einem darin gebildeten Einbauhohlraum (88) und der unteren Fläche (84), welche einen am Knochen anliegenden Einbauestift (86) hat, der sich distal von dieser erstreckt, aufweist, wobei der Einbauhohlraum (88) Abmessungen hat, die ausreichend sind, um das Zapfenelement (78) der sich drehenden Plattformbasis (68) aufzunehmen, so daß die drehbare Plattformbasis (68) in der Lage ist, sich relativ zu der tibialen Plateaukomponente (70) entweder in eine Richtung im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen.
Gelenkprothesensystem (66) nach Anspruch 1, bei dem das wenigstens eine Oberflächenmerkmal (24) wenigstens ein Schwalbenschwanzelement ist und das wenigstens eine komplementäre Oberflächenmerkmal (44) wenigstens ein komplementäres Schwalbenschwanzelement ist, das schiebbar mit dem wenigstens einen Schwalbenschwanzelement des tibialen Lagereinsatzes (12) zusammenpaßbar ist, so daß der tibiale Lagereinsatz (12) an dem tibialen Plateau nicht drehbar angebracht ist.
System (66) nach Anspruch 2, bei dem das wenigstens eine längliche Schwalbenschwanzelement (24) auf dem wenigstens einen tibialen Lagereinsatz (12) wenigstens ein weiblicher Schwalbenschwanz (24) ist, der in dessen unterer Fläche gebildet ist.
System (66) nach Anspruch 3, bei dem der wenigstens eine weibliche Schwalbenschwanz (24) sich entlang der gesamten unteren Fläche des tibialen Lagereinsatzes (12) in der Richtung von vorn nach hinten erstreckt.
System (66) nach Anspruch 3, bei dem der wenigstens eine weibliche Schwalbenschwanz (24) sich entlang der gesamten Bodenfläche des wenigstens einen tibialen Lagereinsatzes (12) in der Richtung von der Mitte zur Seite erstreckt.
System (66) nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, bei dem der wenigstens eine weibliche Schwalbenschwanz (24) zwei parallele weibliche Schwalbenschwänze (24) aufweist.
System (66) nach Anspruch 2, bei dem das wenigstens ein komplementäre Schwalbenschwanzelement (44) wenigstens ein männlicher Schwalbenschwanz (44) ist, der in dessen oberer Fläche (74) gebildet ist.
System (66) nach Anspruch 7, bei dem der wenigstens eine männliche Schwalbenschwanz (44) sich entlang der gesamten oberen Fläche (74) des tibialen Plateaus (68&70) in der Richtung von vorn nach hinten erstreckt.
System (66) nach Anspruch 7, bei dem der wenigstens eine männliche Schwalbenschwanz (44) sich entlang der gesamten oberen Fläche (74) des tibialen Plateaus (68&70) in der Richtung von der Mitte zur Seite erstreckt.
System (66) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei dem der wenigstens eine männliche Schwalbenschwanz (44) zwei parallele männliche Schwalbenschwänze (44) aufweist.
System (66) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die untere, am Knochen anliegende Fläche (84) des tibialen Plateaus (68&70) einen am Knochen anliegenden Einbauzapfen (86) umfaßt, der sich distal davon erstreckt.
System (66) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die obere Fläche eines des wenigstens einen tibialen Lagereinsatzes (12) ein Dornelement (36) umfaßt, das von dieser hervorsteht.
System (66) nach Anspruch 12, bei dem einer des wenigstens einen tibialen Lagereinsatzes (12) ein auf ein Kreuzband verzichtender Einsatz ist und das Dornelement (36) eine Höhe in dem Bereich von ungefähr 5 bis 30 mm hat.
System (66) nach Anspruch 12, bei dem einer des wenigstens einen tibialen Lagereinsatzes (12) ein stabiliserender Einsatz ist und das Dornelement (36) eine Höhe in dem Bereich von ungefähr 5 bis 30 mm hat.
System (66) nach Anspruch 14, bei dem die Bohrung (26) des tibialen Lagereinsatzes sich wenigstens teilweise in das Dorntelement (36) erstreckt.
System (66) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Bohrung (26) des tibialen Lagereinsatzes einen Durchmesser in dem Bereich von ungefähr 2 bis 8 mm hat.
System (66) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das längliche Element (16) aus der Gruppe bestehend aus einem Zylinderstift und einem Schraubenbolzen ausgewählt ist.
System (66) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der wenigstens eine tibiale Lagereinsatz (12) eine Auswahl aus tibialen Lagereinsätzen aufweist, von denen jeder unterschiedliche Geometrien und Funktionalitäten hat.
System (66) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Bohrung (80) der drehbaren Plattformbasis eine Sackbohrung ist.
System (66) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Bohrung (80) der Plattformbasis sich wenigstens teilweise in das Zapfenelement (78) der drehbaren Plattformbasis (68) erstreckt.
System (66) nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem die Bohrung (80) der drehbaren Plattformbasis sich durch die drehbare Plattformbasis (68) erstreckt, mit einer ersten Öffnung auf deren oberen Fläche und einer zweiten Öffnung an einem distalen Ende des Einbauzapfens (78).