DE69205935T2 - Handgelenkprothese. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Totalprothese des Handgelenks, die insbesondere Mittel zur mechanischen Reproduktion der Kinematik eines gesunden Mandgelenks aufweist.
• Prothesen dieser Art sind bekannt, die im allgemeinen einen Block aus elastischem Material aufweisen, der z.B. aus einem "Silastic" genannten Material hergestellt ist. Diese Prothesen passen sich nicht einwandfrei der Knochenumgebung an, so daß ihre Gestaltung auf eine rudimentäre Annäherung an die Kinematik des Handgelenks beschränkt bleibt.
• Überdies sind andere Prothesen aus Metall hergestellt, stellen das Handgelenk einem Kugelgelenk gleich, gestatten keine normale Kinematik und begrenzen dadurch die Funktionsfähigkeit des Handgelenks. Aus der amerikanischen Patentschrift US 4 307 473 sind außerdem Prothesen bekannt, die drei Elemente aufweisen, die jeweils unterschiedliche Gleitoberflächen für die Beuge-Streck- und die radiokubitalen Deviationsbewegungen aufweisen. Diese Gleitoberflächen weisen gewisse Nachteile auf, denn sie sind einerseits in ihren Freiheitsgraden beschränkt und andererseits nur bezüglich eines einzigen Punktes zentriert, wodurch die Reproduktion der normalen Kinematik eines gesunden Handgelenks verhindert wird.
• Insbesondere diesen Nachteilen will die vorliegende Erfindung abhelfen.
• Aufgabe der Erfindung ist es, eine Totalprothese des Handgelenks bereitzustellen, die drei verschiedene Elemente aufweist. Durch diese Elemente können die gesamten Knochen-, Band- und Muskelstrukturen, die in ihrer Position verbleiben, die Bewegung des Handgelenks steuern, ohne daß das Implantat Spannungen unterworfen wird, die den Patienten behindern könnten.
• Darüber hinaus weisen die drei Elemente drei unterschiedliche Rotationszentren für die zwei Hauptbewegungen des Handgelenks auf, so daß das mittlere oder zweite Element in zwei senkrechten Ebenen völlig frei rotieren kann, und die radiocubitale und dorsopalmare Versetzung des mediocarpalen Gelenkzentrums im Verlauf der Bewegung gestattet.
• Das zweite Element weist eine konische Tonnenform auf, die gemäß ihrer zwei Hauptachsen mit einer konkaven Außenfläche zusammenwirkt. Diese Fläche ist in einer die Hochfläche des ersten Elements bedeckenden Platte ausgearbeitet, wodurch mindestens zwei verschiedene Rotationszentren des zweiten Elements definiert werden können, von denen eines sich in dessen Sagittalebene befindet, wohingegen das andere in dessen Frontalebene auf solche Weise vorgesehen ist, daß jeweils entsprechend eine Beuge-Streck-Rotation und eine radiocubitale Deviationsrotation reproduziert wird.
• Überdies weist das zweite Element in seiner Frontalebene eine Kreisbogenkrümmung mit einem größeren Radius als dem auf, der in seiner Sagittalebene vorgesehen ist.
• Außerdem weist das zweite Element eine Aussparung auf, die einerseits in der Frontalebene für eine rechte Hand oder eine linke Hand jeweils entsprechend entweder nach rechts oder nach links versetzt ist und andererseits in der Sagittalebene nach oben hin derart versetzt ist, daß die Winkelauslenkung zwischen dem Radius, den Carpal- und den Metacarpalknochen beibehalten wird.
• Die beiliegende, als Beispiel gegebene Zeichnung macht die Erfindung, deren Merkmale und die Vorteile, die durch sie erreicht werden können, verständlicher. Von den Figuren zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische Explosionsansicht, die die verschiedenen, die erfindungsgemäße Totalprothese des Handgelenks bildenden Elemente darstellt,
• Fig. 2 eine Draufsicht mit Aufrissen, die die beim Radius und der ersten und zweiten Reihe des Handgelenks einer linken Hand für die Einsetzung der Prothese gemäß Fig. 1 vorgenommene Resektion darstellt, und
• Fig. 3 einen Schnitt entlang der Achse III-III (Fig. 2), der die Winkelauslenkung zwischen dem feststehenden Bereich und den beweglichen Bereichen der erfindungsgemäßen Prothese in der Sagittalebene zeigt.
• In Fig. 1 ist eine Totalprothese des Handgelenks dargestellt, die drei Elemente 2,3 und 4 aufweist, die ineinander schwenkbar sind, um perfekt die beiden Schwenkbewegungen des Handgelenks zu reproduzieren.
• Das erste Element 2 weist einerseits einen Verankerungsschaft 20 von länglicher Form auf, der der inneren Morphologie des Radius angepaßt ist, und andererseits eine mit dem Schaft verbundene Hochfläche 21, die sich auf dem Knochenanschnitt der Gelenkfläche des Radius abstützt, wie später näher erläutert wird.
• Das Element 2 ist aus einem Metall derart hergestellt, daß die Oberfläche des Verankerungsschaftes 20 Muster aufweist, die die Plazierung in das Innere der Diaphyse des Radius entweder mit Zement oder ohne Zement erlauben.
• Die Hochfläche 21 ist von einer Platte 22 bedeckt, die entweder integriert oder an das Element 2 angesetzt sein kann. Die Platte 22 ist aus einem Kunststoff hergestellt, wie Polyethylen oder ähnlichem, der die konkave radiocarpale Gleitoberfläche 23 bilden soll.
• Zu diesem Zweck weist die Oberfläche 23 ein bezüglich ihrer beiden Hauptachsen konkaves Außenprofil auf.
• Das zweite Element 3 weist eine konische Tonnenform auf, um perfekt mit der Oberfläche 23 der Platte 22 zusammenzuwirken. Die Gestaltung der Tonne zeigt in ihrer Frontalebene eine Kreisbogenkrümmung mit größerem Radius als dem, der in ihrer Sagittalebene vorgesehen ist.
• Auch weist das zweite Element 3 im radiocarpalen Gelenkbereich ein erstes Rotationszentrum für die radiocubitale Deviation auf, das in seiner entferntesten Frontalebene gelegen ist, und ein zweites Rotationszentrum für die Beugung-Streckung, das sich in seiner Sagittalebene befindet, das heißt, im Inneren des Elements 3.
• Aufgrund der Schräge des radiocarpalen Zwischenbereichs weist das Element 3 eine schräge Wandlinie auf, um die Anatomie wiederherzustellen.
• Eine längliche Aussparung 30 ist im Element 3 derart ausgebildet, daß sie in der Frontalebene entsprechend der Anatomie des Handgelenks und der Hand (Fig. 2) entweder nach links oder nach rechts winklig versetzt ist. Überdies ist festzustellen, daß die Aussparung 30 in der Sagittalebene der Hand derart nach oben (in Richtung des Handrückens) versetzt ist, daß die zwischen dem Radius 5, den Carpal- 6 und den Metacarpalknochen 7 bestehende Winkelverschiebung erhalten wird (Fig. 3). Darüber hinaus bewirkt die Versetzung der Aussparung 30 nach oben eine Funktion des Elements 3, die mit der des semilunaren Knochens identisch ist, in dem das Rotationszentrum des Kopfes des Mittelfingerknochens im Verhältnis zum radiolunaren Rotationszentrum zum Handrücken hin versetzt ist.
• In das Innere der Aussparung 30 ist ein Einsatz 31 aus einem Material wie Polyethylen oder ähnlichem eingedrückt. Dieser Einsatz weist in seiner Mitte eine längliche Lagerung 32 auf, durch die die mediocarpale Gleitoberfläche gebildet wird.
• Diese Gleitoberfläche ist zur Aufnahme eines dritten Elements 4 ausgebildet, das derart angelenkt ist, daß eine Rotation in der Horizontalebene des Handgelenks, das heißt von links nach rechts und umgekehrt in der Frontalebene der Hand 8 (Fig. 2), entsteht. Das Zentrum dieser in der Horizontalebene vorgesehenen Rotation entspricht dem Zentrum der Aussparung 30 des Elements 3, das sich im Verhältnis zu den vorher beschriebenen Zentren der radiocarpalen Gelenkrotation in Richtung des Handrückens versetzt befindet. Das Element 4 weist im wesentlichen eine dicke metallische Scheibe 40 auf, die in der länglichen Lagerung 32 des zweiten Elements 3 zur Einführung kommt, um die Rotation in der vorher erwähnten Horizontalebene des Handgelenks zu bewirken. Die Scheibe 4 ist mit einer leicht gekrümmten Platte 41 verbunden, die im Verhältnis zur Schwenkachse der Scheibe im Inneren der länglichen Lagerung 32 nach oben versetzt ist (Fig. 3).
• Die Platte 41 weist in ihrem oberen Bereich und in ihrer Mitte einen aus einem Bündel von biegsamen metallischen Stiften 43 zusammengesetzten Stab 42 auf, während auf beiden Seiten dessen zwei starre Pflöcke 44 und 45 befestigt sind. Diese Pflöcke können gegebenenfalls durch Schrauben ersetzt werden, die gewünschtenfalls durch Aufspreizdübel hindurchführen können.
• In Fig. 2 und 3 ist die Totalprothese 1 des Handgelenks einer linken Hand 8 dargestellt. Es ist festzustellen, daß für die Einsetzung der Prothese 1 das Ende des Radius 5 resiziert werden muß, damit die mit dem Schaft 20 des ersten Elements 2 verbundene Hochfläche 21 gegen den Abschnitt 50 des Radius 5 zur Abstützung kommt. Die Neigung der Hochfläche 21 hängt natürlich davon ab, ob die Prothese 1 in einer linken Hand 8 oder in einer rechten Hand eingesetzt wird, wie auf den Figuren dargestellt. Anschließend schreitet der Chirurg zur Elimination der oberen oder antibrachialen Reihe des Carpus' und eines Bereichs der unteren oder carpalen Reihe 6. Die Elimination der oberen Reihe des Carpus' gestattet die Plazierung des zweiten Elements 3, um das Radiocarpalgelenk des Handgelenks herzustellen. In das Innere der im Element 3 vorgesehenen länglichen Lagerung 32 wird die dicke Scheibe 40 des dritten Elements 4 derart eingeführt, daß die Pflöcke oder Schrauben 44 und 45 in dem verbleibenden Bereich der unteren Reihe des Carpus' 6 und in den Metacarpalknochen 70 und 71 zur Verankerung kommen, die sich beidseits des Mittelfingers 72 befinden. In das Innere der metacarpalen Diaphyse des Mittelfingers 72 wird der Stab 42 eingeführt, der das Bündel von metallischen Stiften 43 aufweist. Dieser kann der Länge und Breite der Diaphyse entsprechend angepaßt werden, indem eine gewisse Zahl der Stifte 43 mit einer einfachen Zange abgeschnitten wird. Die Plazierung des dritten Elements 4 gestattet die Herstellung des Mediocarpalgelenkes des Handgelenks. In Fig. 3 ist zu sehen, daß die Bewegungsachse des dritten, das mediocarpale Gelenk bildenden Elements 4 im Verhältnis zur Bewegungsachse des zweiten Elements 3 in Richtung des Handrückens versetzt ist. Durch diese Versetzung kann das Element 4 eine Beuge- Streck-Bewegung ausführen, die der Anatomie eines gesunden Handgelenks nahekommt, und wie sie auch die Knochen eines gesunden Handgelenks (die Scaphoiden der oberen Reihe des semilunaren Carpus' ausführen. Außerdem ist festzustellen, daß die erfindungsgemäße Totalprothese 1 des Handgelenks dank ihrer beiden Gleitflächen eine große Bewegungsfreiheit gestattet.
• Es ist festzustellen, daß das Element 3 an keine Knochen- oder Bandstruktur gebunden ist und gegenüber dem Radialelement 2 über mindestens zwei Rotationsfreiheitsgrade verfügt. Überdies kann durch die Kombination dessen mit der Tatsache, daß das radiocarpale und das mediocarpale Rotationszentrum verschieden sind, das mediocarpale Rotationszentrum sich selbst im Bereich seiner Freiheitsgrade und in Abhängigkeit der von den an ihrer position verbliebenen anatomischen Strukturen auferlegten Spannungen positionieren oder bewegen.

Claims (8)

1. Totalprothese des Handgelenks von der Art, die ein erstes Element (2) aufweist, das mit einer Hochfläche (21) und einem Ankerschaft versehen ist, der der inneren Morphologie des Radius angepaßt ist, die ein zweites Element (3) aufweist, das mit der Hochfläche (21) zusammenwirkt, um gegenüber dem ersten Element zu schwenken, und die ein drittes Element (4) aufweist, das gegenüber dem zweiten Element in einer Frontalebene frei rotieren kann, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (3) eine konische Tonnenform aufweist, die mit einer gemäß ihrer beiden Hauptachsen konkaven Außenoberfläche (23) zusammenwirkt, die in einer die Hochfläche (21) des ersten Elements (2) bedeckenden Platte (22) ausgebildet ist, wodurch mindestens zwei unterschiedliche Rotationszentren des zweiten Elements (3) definiert werden können, von denen sich eines in dessen Sagittalebene befindet, während das andere in dessen Frontebene derart vorgesehen ist, daß jeweils entsprechend eine Beuge-Steck-Rotation und eine radiocubitale Deviationsrotation reproduziert werden können.

2. Prothese gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (3) in seiner Frontalebene eine Kreisbogenkrümmung mit größerem Radius als dem aufweist, der in seiner Sagittalebene vorgesehen ist.

3. Prothese gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t, daß das zweite Element (3) eine Aussparung (30) aufweist, die einerseits in der Frontalebene jeweils entsprechend für eine rechte oder eine linke Hand (8) entweder nach rechts oder nach links versetzt ist und die andererseits in der Sagittalebene derart nach oben hin versetzt ist, daß die zwischen dem Radius (5), den Carpal- (6) und den Metacarpalknochen (7) bestehende Winkelabweichung erhalten wird.

4. Prothese gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (30) einen aus einem Kunststoff hergestellten Einsatz (31) aufnimmt.

5. Prothese gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatz (30) zur Aufnahme eines dritten Elements (4) bestimmt ist, damit dieses in der Sagittalebene gegenüber dem zweiten Element (3) frei rotieren kann.

6. Prothese gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Element (4) eine mit einer Platte (41) verbundene dicke Scheibe (40) aufweist, die im Verhältnis zur Schwenkachse der Scheibe nach oben hin versetzt ist und auf der ein aus einem Bündel von biegsamen metallischen Stiften (43) gebildeter Stab (42) und mindestens zwei Pfähle (44,45), die beidseits des Schaftes angeordnet sind, befestigt sind.

7. Prothese gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Hochfläche (21) des ersten Elements (2) bedeckende Platte (22) aus einem biokompatiblen Material hergestellt ist.

8. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie während ihrer Verschiebungen vollständig von den gesamten Knochen-, Band- und Muskelstrukturen, die nach der Resektion an ihrer Position bleiben, gehalten wird.