DE2549819A1

DE2549819A1 - Kniegelenk-endoprothese

Info

Publication number: DE2549819A1
Application number: DE19752549819
Authority: DE
Inventors: Hans Grundei; Wolfram Thomas
Original assignee: Sanitaetshaus Schuett & Grundei werkstaetten fur Orthopaedie-Technik; Schuett & Grundei Sanitaet
Current assignee: S&G Implants GmbH
Priority date: 1975-11-06
Filing date: 1975-11-06
Publication date: 1977-05-12
Also published as: DE2549819C3; FR2330377A1; CH595095A5; JPS5287892A; GB1534187A; US4064568A; JPS5650583B2; FR2330377B1; DE2549819B2

Description

Dr. Hugo Wifcken

Dipl.-lng. Thoma3 Wilcken «^ c WqV 1975

Dipl.-Chem. Dr. Wolfgang Laufer " Oc'O

24 Lübeck, Breite Straße 52-54

Anmelder: Firma Schutt & Grundei, Lübeck

Kniegelenkendoprothese

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kniegelenkendoprothese, bestehend aus dem unteren, durch einen Stiel im Schienenbein zu verankernden Tibiateil, der beiderseits eines von vorn nach hinten verlaufenden Mittelsteges je eine nach vorn bogenförmig ansteigende, im Querschnitt ausgekehlte Gleitfläche aufweist, und dem im Oberschenkelknochen durch einen Stiel zu verankernden Femurteil, der mit zwei den Steg überbrückenden, sich auf den Gleitflächen abstützenden Kufen versehen ist.

Bei bekannten Kniegelenk-Endoprothesen der vorerwähnten Art ist beim operativen Einbau eine Schraubmontage erforderlich und die Kufen des Femurteiles gleiten bei Kniebeugungen beidseitig eines Mittelsteges des Tibiateiles in bogenförmige, ausgekehlte Gleitflächen von gleichbleibender Breite und werden zwangsweise durch einen einen Bogenschlitz des Steges des Fibiateiles durchgreifenden Querzapfen des Femurteiles geführt (DT-OS 2 244 064). Es ist damit nicht InOgIiCh₇ den natürlichen Bewegungsablauf den physiologischen Verhältnissen eines gesunden Kniegelenkes nachzuahmen.

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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zu erreichen, daß der Femurteil in Beugestellungen des Gelenkes gegenüber dem Tibiateil je nach Ansatz der Streckbänder des Beines eine sich automatisch anpassende begrenzte Bewegung nach vorn ausführen kann und daß die Endoprothese auch eine begrenzte Drehbewegung des Unterschenkels gegenüber dem Oberschenkel zuläßt und daß jegliche Schraubmontage der beiden Gelenkteile beim operativen Einbau der Prothese vermieden wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Kniegelenkendoprothese der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der sattelförmige Steg mit einer führenden, beiderseits je einen freien Achszapfen bildenden, bei gestreckter Lage des Gelenkes zur unteren Stielachse exzentrisch nach hinten verlagerten starren Querachse versehen ist, daß sich die beiden ausgekehlten, bogenförmigen Gleitflächen und die diesen in der Strecklage angepaßten Stützkufen durch eine nach hinten konische Verbreitung des Steges von vorn nach hinten in der Breite verjüngen, daß die Ächszapfen in etwa parallel zur unteren Kufenfläche verlaufende, am hinteren Ende nach oben offene Führungsnuten der Stützkufen mit Spiel eingreifen und daß die Strecklage der beiden Gelenkteile anschlagbegrenzt ist.

Durch diese Lösung ist es möglich, Femurteil und Tibiateil je in einem fertigen Stück als Einheiten herzustellen, den Femurteil mit dem offenen oberen Ende seiner Führungsnuten über die Achszapfen des Tibiateils zu haken und dadurch jegliche Montagearbeiten durch

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Schraubverbindungen zu vermeiden. Dadurch, daß der Sattelsteg sich nach hinten verbreitert und umgekehrt die Gleitflächen und die Stützkufen sich nach hinten in der Breite verjüngen, wird in jeder Beugelage eine begrenzte Drehbewegung des Tibiateiles zum Femurteil erreicht, wie sie beim gesunden Kniegelenk vorhanden ist, und durch das zusätzliche Spiel der Achszapfen in den Führungsnuten kann sich der Femurteil je nach Ansatz der Streckbänder des Beines, der bei jedem Patienten unterschiedlich ist, eine sich hieran anpassende begrenzte Bewegung nach vorn gegenüber dem Tibiateil einstellen, die ebenfalls beim natürlichen gesunden Kniegelenk vorhanden ist. Durch diesen erzielbaren physiologischen Bewegungsablauf der Prothesenteile werden Überdehnungen des muskulären Kniestreckapparates gegenüber starren Achskonstruktionen vermieden. Schließlich ist die Strecklage des Gelenkes durch einen Anschlag begrenzt, ohne daß eine Verkeilung der Teile eintritt, wobei es vorteilhaft ist, daß in der Strecklage eine Überstreckung von etwa 5° erreicht wird.

Bei allen Bewegungen sind die Achszapfen von jeder Druckbelastung frei und haben nur Führungsaufgaben, und durch eine neue noch zu beschreibende Verankerung der Gelenkteile im Schienenbein und Oberschenkelknochen wird eine großflächige Abstützung im Schienenbein und Oberschenkelknochen erzielt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert, in der eine Kniegelenkendoprothese dargestellt ist. Es zeigen:

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Figur 1 die Vorderansicht der Kniegelenkendoprothese

mit Verankerungsstielen in der Strecklage,

Figur 2 eine Rückansicht der Prothese ohne Veranke

rungsstiele,

Figur 3 eine Seitenansicht der Prothese,

Figur 4 eine Aufsicht auf die Oberseite der Prothese,

Figur 5 einen Querschnitt durch die Prothese in Richtung

der Achse des Tibia-Verankerungsstieles,

Figur 6 einen Schnitt nach Linie VI-VI der Figur 5,.

Figur 7 eine Seitenansicht des Tibiateiles,

Figur 8 eine Aufsicht zu Figur 7. -

Die Kniegelenk-Endoprothese besteht aus dem unteren Tibiateil 1 und dem oberen Femurteil 2, die je mit einem Verankerungsstiel 3 und im Schienenbein und Oberschenkelknochen verankert werden. Die Stiele 3 und 4 verjüngen sich nach außen und sind zur großflächigen Abstützung mit umlaufenden Tragrippen 3 a und 4 a versehen, deren eine Fläche senkrecht zur Stielachse liegt. Die Stiele 3 und 4 bilden

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mit den Gelenkteilen 1 und 2 je eine Einheit oder sind vorteilhaft lösbar mit den Teilen 1 und 2 verbunden, wobei dann die Teile 1 und 2 je mit einem sich nach außen verjüngenden Konuszapfen (5 und 6) (Figur 5) versehen sind, auf die die Stiele mit entsprechendem Paßsitz fest und unverdrehbar aufsetzbar sind. Um die Stiele von den Teilen 1 und 2 lösen zu können, sind auf der Oberseite des Femurteiles 2 sich gegenüberliegende Keilnuten 7 und auf der vorderen Unterseite des Tibiateils ebenfalls Keilnuten vorgesehen, in die keilförmige Instrumente zum Eingriff kommen können, um die Stiele zu lösen, falls z.B. die Teile 1 und 2 nach Verschleiß ersetzt werden müssen, während die Verankerungsstiele im Schienenbein und Oberschenkelknochen verbleiben.

Der Tibiateil 1 ist mit einem mittigen, sich von vorn bei 8 nach hinten verbreiternden Sattelsteg 9 versehen, der vorn oben eine Anschlagnase 10 aufweist und auf der hinteren Hälfte eine größere Höhe besitzt. Im Bereich dieses erhöhten Teils ist eine gegenüber der Stielachse exzentrische Querachse gelagert, die beiderseits in vorspringende, vorteilhaft konisch auslaufende Achszapfen 11 übergeht. Beidseitig des Sattels 9 ist der Tibiateil 1 mit im Querschnitt ausgekehlten Gleitflächen 12 versehen, die bogenförmig mit steigendem Teil nach vorn verlaufen und deren Breite sich von vorn nach hinten entsprechend dem Verlauf des Sattels 9 verjüngt. Die Gleitflächen 12 sind den anatomisch gestalteten Kufen 13 kongruent angepaßt, um die Funktion eines gesunden Kniegelenkes physiologisch

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nachahmen zu können.

Der obere Femurteil 2 besteht aus zwei Kufen 13, die mit der Unterfläche auf den Gleitflächen gleiten und teilweise auch abrollen, wobei sich die Kufen in der Breite ebenfalls von vorn nach hinten entsprechend den Gleitflächen 12 verjüngen. Diese Kufen sind am Vorderende bei 14 überbrückt, und diese Überbrückung 14 legt sich in der Strecklage des Gelenkes gegen die obere vordere Nase 10 des Sattels 9. Das hintere Ende 13 a der Kufen 13 ist über ihre Oberseite hinaus nach oben verlängert.

Beide Kufen 13 sind auf den dem Sattelsteg 9 zugekehrten Innenseiten, deren Verlauf dem Verlauf der Seitenflächen des Sattels angepaßt ist, mit einer etwa zur unteren Kufenfläche parallelen Führungsnut 15 versehen, deren Weite größer ist als der Durchmesser der Führungszapfen 11 und die sich im Querschnitt zum Nutboden vorteilhaft ebenfalls verjüngen. In Beugelagen des Gelenkes besitzen die Gelenkzapfen 11 ein geringes Spiel in den Nuten und nur in der Strecklage legen sich die Zapfen 9 gegen die untere Seitenwand der Nuten 15. Die beiden Nuten 15 sind am hinteren oberen Ende bei 15a offen, so daß der Femurteil 2 mit dem offenen Nutenenden 15 a in Beugelage des Gelenkes um die Zapfen 11 gehakt und dann in die Strecklage gebracht werden kann, wobei die Zapfen 11 in den Nuten 15 frei gleiten können bis die Strecklage erreicht ist.

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Durch den sich von vorn nach hinten verbreiternden Sattelsteg 9 und die sich umgekehrt in der Breite verjüngenden Gleitflächen 12 des Tibiateiles 1 und der Kufen 13 des Femurteiles 2 ist eine feste Lage der Teile 1 und 2 zueinander nur in der Strecklage des" Gelenkes gewährleistet, während bei einleitender Beugebewegung sich der Femurteil zunächst mit dem Vorderteil gegenüber dem Tibiateil etwas nach vorn bewegt, wie es auch bei gesundem Kniegelenk der Fall ist, aber dabei besitzt der Femurteil durch das Spiel zwischen den Achszapfen 11 und den Führungsnuten 15 eine freie Bewegungsmöglichkeit nach vorn oder umgekehrt von z.B. 7 mm, durch die sich der Femurteil je nach Ansatz der Streckbänder des Beines in seiner Vorwärtsbewegung anpaßt und dadurch Überdehnungen des muskulären Kniestreckapparates ausschaltet. Weiter besteht durch das Spiel zwischen den Achszapfen 11 und den Führungsnuten 15 in Beugelagen ein weiterer geringer Freiheitsgrad. Durch den sich nach hinten verbreiternden Sattelsteg 9 und die sich in der Breite nach hinten verjüngenden Gleitflächen 12 und Kufen 13 ist auch in allen Beugelagen wie bei natürlichem Kniegelenk eine begrenzte Verdrehung der Teile 1 und 2 bzw. des Unterschenkels gegenüber dem Oberschenkel möglich.

Um den Abrieb der Endoprothese zwischen den Gleitflächen und Kufen so gering wie möglich zu halten, werden der Tibiateil 1 und der Femurteil 2 aus einem Aluminiumoxyd (Sintertonerde) hergestellt. Dieses

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Material besitzt eine besondere Härte und zeichnet sich durch Gewebeverträglichkeit aus. Die beiden Gelenkteile 1 und 2 werden mit den Tragrippenstielen 3 und 4 aus Stahl fest oder wie schon erwähnt lösbar durch konische Klemmwirkung verbunden.

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Claims

Dr. Hugo wild«« 5, Nov. 1975

Dipl-Ing. Thomas Witek«t

Kpl.-Chem. Dr. Wolfgang L««ftr or/ q ρ-I Q

ΒΛ Uifeaek, Breite «*·8* «4-64 L· v> H \? O I 3

Anmelder: Firma Schutt & Grundei, Lübeck

Ansprüche

Ty Kniegelenkendoprothese, bestehend aus dem unteren durch einen Stiel im Schienenbein zu verankernden Tibiateil, der beiderseits eines von vorn nach hinten verlaufenden Mittelsteges je eine nach vorn bogenförmig ansteigende, im Querschnitt ausgekehlte Gleitfläche aufweist, und dem im Oberschenkelknochen durch einen Stiel zu verankernden Femurteil, der mit zwei den Steg überbrückenden, sich auf den Gleitflächen abstützenden Kufen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der sattelförmige Steg (9) mit einer führenden, beiderseits je einen freien Zapfen (11) bildenden, bei gestreckter Lage des Gelenkes zur Achse des unteren Stieles (3) exzentrisch nach hinten verlagerten starren Querachse versehen ist, daß sich die beiden ausgekehlten, bogenförmigen Gleitflächen (12) und die diesen in der Strecklage angepaßten Stützkufen (13) durch eine nach hinten konische Verbreiterung des Steges (9) von vorn nach hinten in der Breite verjüngen, daß die Achszapfen (11) in etwa parallel zur unteren Kufenfläche verlaufende, am hinteren Ende nach oben offene Führungsnuten (15, 15 a) der Stützkufen (13) mit Spiel

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eingreifen und daß die Strecklage der beiden Gelenkteile (1, 2) anschlagbegrenzt ist.
2. Endoprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Beugestellungen des Gelenkes die Gleitflächen Π 2) und Kufen (13) zwischen sich ein geringes Spiel aufweisen und die Ächszapfen (11)) im Durchmesser kleiner sind als· die Weite der Führungsnuten (15).
3. Endoprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Achszapfen (11) zu ihren Enden und die Weiten der Führungsnuten (15) sich zu ihrem. Boden verjüngen.
4. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3_r dadurch gekennzeichnet _r daß in der Strecklage des Gelenkes (1, 2) die vordere Überbrückung (14) der Kufen (13) gegen eine vordere obere Nase (10) des Sattelsteges (9) anliegt und die Achszapfen (11) gegen die untere Seitenwand der Nuten (.15) anliegen.
5. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tibiateil (1) mit einem nach unten verlaufenden konischen Zapfen (5) und der Femurteil mit einem nach oben gerichteten und nach vorn versetzten Konuszapfen (6) versehen ist, auf die sich konisch verjüngende Stiele (3, 4) unverdrehbar aufschiebbar sind, die mit umlaufenden Tragrippen (3 a, 4 a) versehen sind, deren Abstützflächen senkrecht zur Stielachse liegen.

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6. Endoprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tibiateil (1 ) und der Femurteil (2) aus einem Aluminiumoxyd {Sintertonerde) hergestellt sind.

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