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DE6949817U - Prothese fuer das kniegelenk eines menschen

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Publication number: DE6949817U
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Priority date: 1969-12-24
Filing date: 1969-12-24
Publication date: 1970-06-25

Description

Bank: Commeizbanlc AG, Konto-Nr. 38/57554

Firma Waldemar Link, 2 Hamburg 33, Fuhlsbüttler Straße 402-404

Prothese für das Kniegelenk eines Menschen

Die Neuerung betrifft eine Prothese, genauer gesagt eine Teilprothese für das Kniegelenk eines Menschen.

Verschiedene Erkrankungen im Bereich des Kniegelenkes wie Osteoporose, Polyarthritis und Folgeerkrankungen nach einseitigen oder doppelseitigen Schienbeinkopfbrüchen oder Condylenbrüchen können chronische Veränderungen mit Zerstörungen bzw. Teilzerstörungen des Knochengewebes verursachen und den Einsatz einer Prothese erforierlich machen. Bei schweren Brächen, beispielsweise mit weitgehender Zerstrümmerung des medialen oder/ und lateralen Tibiaplateaus, d.h. der innen oder außen liegenden Lauffläche des Unterschenkel¹-kochens, wird iru allgemeinen das Kniegelenk vollkommen amputiert und durch ein künstliches Gelenk ersetzt. Diese bekannte sog. Totblendoprothase aez Kniegelenkes findet in Ermangelung besserer Lösungen auch bei Erkrankungen wie Arthrose oder Polyarthritis Verwendung, also in Fällen, in denen eine Totalendoprothese an sich nicht erforderlich ist, da die Form der G-elenkkopfe noch völlig oder zumindest weitgehend erhalten ist. Die Totalprothese weist erhebliche Nachteile auf. Sie stellt nämlich im Verhältnis zu dem sie umgebenden relativ dünnen Weichteilmantel ein verhält-

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nismäßig großes Implantat dar, so daß auch nach vollkommener Ausheilung stets wieder Verletzungen zu befürchten sind. Darüber hinaus hat sich herausgestellt, daß ein sehr großes Risiko hinsichtlich der Gefahr von ,Vundinfektionen gegeben ist. Vor allem tragen die bekannten Totalendoprcthesen des Kniegelenkes den anatomischen Gegebenheiten am Kniegelenk nicht hinreichend Rechnung. Die bekannten Totalprothesen dieser Art sind nämlich in der Art eines Scharniers ausgebildet und gestatten daher praktisch keine seitliche Beweglichkeit des Kniegelenkes.

Man ist Jäher bereits dazu übergegangen, beispielsweise bei Arthrose, zwischen die G-elenkflächen der Knochen Φαηηβ Zwischenkörper aus Metall einzulegen. Derartige Metallinterpositionen sind jedoch nur unvollkommen im Knochen zu fixieren. Solche Zwischenkörper sind infolge des erheblich geringeren Eingriffs g genuber der Totalendoprothese zwar zu bevorzugen, doch ist der Prozentsatz der erfolgreich verlaufenden Operationen dieser Art noch als erheblich zu niedrig zu bewerten=

Der Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Prothese für das Kniegelenk eines Menschen zu schaffen, bei der die vorgenannten Nachteile nicht auftreten. Die einzubauende Prothese soll möglichst kleine Abmessungen aufweisen, so daß nur verhältnismäßig wenig Knochengewebesubstanz entfernt zu werden braucht und die oben beschriebenen Nachteile großer Implantate vermieden sind. Dabei soll eine Punktions- oder Stabilitätseinbuße

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des Kniegelenkes nicht auftreten. Diese soll gegenüber den bekannten Endoprothesen vielmehr verbessert werden, wobei angestrebt wird, daß die natürliche Koustruktioi- des Kniegelenkes weitgehend erhalten bleibt.

Als Lösung dieser Aufgabe ist nach der Neuerung vorgesehen, daß die rrothese aus mindestens zwei miteinander zusammenwirkenden Einsätzen besteht, von denen der aine am Kopf des einen Schenkelknochens zu veiankernde Einsatz als Schale ausgebildet ist, die der Form des v-elenkkopfes entsprechend gekrümmt ist, und der andere am Kopf des anderen Schenkelknoshens zu verankernde Einsatz als Block mit einer frei liegenden Stützfläche ausgebildet ist, auf v/elcher der als Schale ausgebildete erste Einsatz in eingebautem Zustand aufliegt. Wenn Vorsteher i oder nachstehend von einer Schalenform des eiien Einsatzes die Rede ist, so ist damit nicht gemeint, daß dieser Einsatz auf seiner der Stützfläche des anderen Einsatzes zugekehrten Außenseite unbedingt allseitig gekrümmt ausgebildet werden muß. Eine solche Krümmung ist jedoch als eine bevorzugte Ausgestaltung anzusehen, da nit ihr eine punkt- oder linienförmige Berührung des anderen Einsatzes zu erzielen ist, die entsprechend der natürlichen Ausbildung der Schenkelcondylen besonders günstige Wälzverhältnisse schafft. Im Gegensatz zu der bekannten Totalendoprothese des Kniegelenkes, bei der die künstlichen G-elenkköpfe in der Art eines Scharniers miteinander verbunden sind, stehen zwei einander zugeordnete Einsätze der erfindungs-

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genauen leilprothese nicht in formschlüssiger Verbindung sondern sind voneinander unabhängig.

Zur Erzielung zufrielenstelleiider Laufeigenschaften bei günstigen Eeibungsverhältnissen und vcinaehlässigbar kleinem Abrieb ist nach der Neuerung vorgesehen, daß die Sinsätze aus alloplastischem iilaterial bestehen. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der eine Einsatz aus einem geeigneten. Metall besteht und der andere aus einem geeigneten Kunststoff. Diese Kombination von Werkstoffen erwies sich als außerordentlich gewerbe/erträglich und ergibt bei günstigen Reibungsverhältnissen einen extrem niedrigen Abrieb. Darüber hinaus ist der Kunststoff— einsatz verhältnismäßig elastisch und daher in der Lage, die auf das Gelenk einwirkende kinetische oder Druckenergie als potentielle Energie zu speichern. In bevorzugter Ausgestaltung der Neuerung besteht der schalenförmige Einsatz aus Mevall und der block— förmige Einsatz aus einem elastischen Kunststoff. Als geeignetes Metall hat sich ein hochaustenitischer Edelstahl auf Chrom-, Nickel- und llolybdänhasis erwiesen. Als Kunststoff des anderen Einsatzes ist ein hochmolekulares Polyäthylen vorgesehen. Selbstverständlich können diese Y/erkstoffe jeweils durch geeignete andere Werkstoffe ? tsprechender Eigenschaften ersetzt werden. Um die günstigen Reigungs- und Abrieüverhältnisse zu erzielen, hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn die Außenseite eines Einsatzes hochglanzpoliert ist. Hierfür eignet sich aus Pertigungs- und Y/erkstoffgründen am besten die dem Kunststoffein-

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satz zugekehrte Außenseite des Metalleinsatzes. |

Zur sicheren und dauernden Verankerung der Einsätze in den Knochen sind jeweils an der Innenseite eines Einsatzes vorstehende Ansätze vorgesehen. Die Befestigung der Einsätze erfolgt zweckmäßig mit einem sog. Knochenzement. Hierfür haben sich bestimmte Acylharze besonders bewährt.

Die Neuerung und bevorzugte Ausgestaltungen derselben sind nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schalenförmigen Einsatz aus Metall für ein Oberschenkel condyl in perspektivischer Darstellung,

Pig. 2 einen blockförmigen Einsatz aus Kunst-i;off in perspektivischer Darstellung für ein Unterschenkelcondyl,

Pig. 3 eine schematische Darstellung der Gelenkköpfe der Ober- und Unterschenkelknochen mit eingepflanzten 3ins;_tzen in der Seitensansicht und

Pig. 4 die Anordnung der l-'ig. 3 in Vorderansicht, ebenfalls in schematischer Darstellung,

lie Srichnur^ zei^t einen Obii-Gcheiikelknoohe-n (Feaur) 1 und einen Unterschenkelknochen (Tibia) 2 and die Condyli 3, 4- bzw.

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5, 6 des Oberschenkelknochen 1 bzw. Unterschenkelknochen 2. Im Gelenkkopf des Oberschenkelknochen 1 ist sowohl in dem medialen Conylus 3 als auch in dem lateralen Conylus 4 ein Ein satz 7 verankert wie er in Figur 1 dargestellt ist. Entsprechend ist in dem medialen Conylus 5 bzw. lateralen Condylus 6 des Unterschenkelnochens 2 jeweils ein Einsatz 8 verankert wie er in Figur 2 dargestellt ist.

Der gegossene schalenförmige Einsatz 7 Gesteht aus hochaustenitischem Edelstahl und ist an seiner Außenseite 9 hochglanzpoliert. Die Schale 7 ist etwa 20 mm breit und 3 mm. dich. Ihre Krümmung ist der natürlichen Krümmung der Conyli 3» 4 angepaßt. Während die Außenseite 9 allseitig gekrümmt iet» indem sie etwa rechtwinklig zu der bereits beschriebenen Krümmung annähernd kreisbogenförmig abgerundet ist, ·.. ,^_t die Innenseite 11 nur die dem Knochen entsprechende Krümmung auf. Auf der Innenseite 11 sind vorstehende Ansätze 12, 13» 13' vorgesehen, mit denen der Einsatz 7 im Schenkelnochen fesu zu verankern ist. Die stabförtaigen Ansätze 12 sind mit quer zu ihrer Längsachse liegenden Ausnehmungen 14 versehen, die eine bessere Verankerung gewährleisten. Die niedrigen Ansätze sind entweder als Rippen 13 oder in der Art von Knaggen 13¹ ausgebildet.

Der in Figur 2 dargestellte Einsatz S bestellt aus hochpolymere^. Polyäthylen. Die Stützfläche 16 ic-t eüen und wirkt mit der Außenseite 3 des Einsatzes 7 zusammen. Die Lauffläche 15 ist etwa 4 cm

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lang und 2 cm breit und entspricht damit etwa der Hälfte der Belastungsfläche des Schienbeinkopfes eines größeren Kniegelenkes. Sind diese Dimensionen für ein kleines Kniegelenk zu groß, so kann der Block beispielsweise mit einer Lüerschen Zange ohne Schwierigkeit intraoperativ verkleinert werden. Die Seitenflächen 17 des Einsatzes 8 stehen im spitzen Winkel zur Stützfläche 16. An seiner dem ünttrschenkelknochen 2 zugekehrten Innenseite trägt der Einsatz 8 einen Verankerungssteg 18, der mit Ausnehmungen 19 zur besseren Verankerung versehen ist. Zwischen dem Verankerungssteg 18 und der Stützplatte nit der Stützfläche 16 ist eine durch Hinterfrtsung entstandene Hut 21 vorgesehen, die sich für eine sichere mechanische Verankerung als besonders vorteilhaft erv/iesen hat.

Die Einsätze 7, 8 -.'erden nach ErözjJnen des Kniegelenkes und notwendiger Entknorpelung sowie Einfräsung der Haftlöcher für die Ansätze 12, 13, 13', 18 cit einem Acylharz in die Knochen einzementiert. Liese Arbeiten erfolgen zweckmäßig in extremer Beugestellung des Kniegelenkes. Tor dem Aushärten des Knochenzemeites v/ird Jas Knie in die äußerste Streckstellung gebracht, um eventue_l erf orcerlicbt- Korrekturen durchführen zu können und die relative Lage der Einsätze 7, 8 zueinander überprüfen ^u können.

ü&lrs"uverstäiidlici ist es bei einem verminderten Zerstörungsfrei Iz. Kniejelenk auch möglich, nur ein Paar Einsätze 7, 8 für

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die Condyli 3 und 5 bzw. 4 und 6 vorzusehen. Ei*-e Anwendung der Prothese nach der Neuerung ist auch bei Irümmerfrakturen möglich» sofern der Bandapparat des Kniegelenkes noch hinreichend erhalten ist. Der besondere Vorteil der Neuerung liegt in dem verhältnismäßig kleinen und leichten Implantat, wobei dieses nicht direkt von Weiehteilen umgeben ist sondern im Knochengewebe gehalten ist. Die Prothese nach der Neuerung gestattet nicht nur eine Beuge- und Streckbewegung des Kniegelenkes sondern darüber hinaus auch die kleinen Dreh-, Seitswärts- und Vorwärtsbewegungen, die das natürliche Kniegelenk auszufahren in der Lage ist· Selbstverständlich kommen grundsätzlich auch Umkehrlösungen sowohl hinsichtlich des Werkstoffes als auch hinsichtlich der Ausbildung der Einsätze in Betracht, docL. ist die beschriebene Ausgestaltung als bevorzugte Lösung anzusehen.

- Ansprucne -

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Claims

III· ' I »»ti I t Il 3227/70 - 11/17 17. März I97O - 1 - -Ansprüche-

1. Prothese für das Kniegelenk eines Menschen, dadurch gekennzeicnnetjdaß die Prothese aut^: mindestens zwei miteinander zusammenwirkenden Einsätzen (7, 8) besteht, von denen der eine in Kopf des einen Schenkelknochens (1) zu verankernde Einsatz (7) als Schale ausgebildet ist, die der Form des Gelenkkopfes (3, 4) entsprechend gekrümmt ist, und der andere am Kopf (5, 6) des anderen Schenkelknochens (2) zu verankernde Einsatz (8) als Block mit einer frei liegenden Stützfläche (16) ausgebildet ist, auf der die Schale (7) im ^iubauzustand aufliegt.

2. Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenseite (9) des schalenförmigen Einsatzes (/) allseitig gekrümmt ist ο

3. χro these nach einen oder beiden der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ^el-cerinzeichn: .,, dai:> die Außenseite (9) eines Einsatzes (7) hochglanzpoliert ist.

4 ο Prothese nach einem oder nehrer9η .er vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, c.aii an dar Innenseite (11) eines Ein^tzes (7, 3) vorstehende Ansätze (12, 13» 13', 13) vorgesehen sind, nit denen .!er Einsatz (7, 3) ic Schenkelknochen (1, 2) fest zu verankern ist.

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5. Prothese nach Anspruch 4, dadurch gekennzeiehn' ,, daß der Einsatz (7) an seiner dem Knochen (1) zugekehrten Innenseite (11) mindestens einen stabförmigen Ansats (12) trägt, der mit quer zu seiner Längsachse liegenden Ausnehmungen (14) versehen ist.

6. Prothese nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der blockförmige Einsatz (8) an seiner dem Knochen (2) zugekehrten Seite einen Verankerungssteg (18) trägt, der mit Ausnehmungen (19) versehen ist.

7. Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch, gekennzeichnet, daß die Ssitenflächen (17) des blockförmigen Einsatzes (8) im spitzen Winkel zu der Stützfläche (16) stehen.

8> Prothese nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsätze (7, 8) aus alloplastischem Material bestehen.

9. Prothese nach. Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der schalenförmige Einsatz (7) aus Metall besteht und der blockförmige Einsatz (8) aus einem elastischen Kunetstoff.