DE2849588C2

DE2849588C2 - Prothesengelenk

Info

Publication number: DE2849588C2
Application number: DE2849588A
Authority: DE
Inventors: Leonard John Erie Pa. Schwemmer
Original assignee: Lord Corp
Current assignee: Lord Corp
Priority date: 1977-11-16
Filing date: 1978-11-15
Publication date: 1984-08-23
Also published as: GB2008410B; GB2008410A; US4229839A; CA1112805A; JPH0133174B2; JPS5478894A; DE2849588A1

Description

Dreh- und Kippbewegungen werden von den bekannten Prothesengelenken nur in sehr begrenztem Umfange zugelassen und belasten die Gummihülse im wesentlichen auf Druck und Zug und führen somit zu einer raschen Ermüdung der Gummihülse, wodurch die Lebensdauer des Prothesengelenks beträchtlich herabgesetzt wird.

Aus der DE-PS 8 34 884 ist ferner ein gattungsfremdes Prothesengelenk bekannt, das aus einem blockförmigen Gummikörper mit einer in Unterschenkellängsrichtung verlaufenden durchgehenden Bohrung besteht. Dieser Gummikörper ist zwischen den künstlichen Unterschenkel und den künstlichen Fuß eingesetzt, wobei ein sich durch die Bohrung erstreckendes Drahtseil die Verbindung zwischen dem künstlichen Unterschenkel und dem künstlichen Fuß herstellt.

Beim Gebrauch wird dieses Prothesengelenk hauptsächlich auf Biegung beansprucht, d. h., auf der einen Seite einer neutralen Zone wird der Gummikörper auf Druck und auf der anderen Seite auf Zug belastet, bei der Umkehrung der Bewegungsrichtung kehren sich auch die Belastungsverhältnisse um, so daß abgesehen von der neutralen Zone der Gummikörper abwechselnd auf Druck und Zug belastet wird.

Aus der DE-PS 3 08 671 ist ein weiteres gattungsfremdes Prothesengelenk bekannt, das aus einem sich nach allen Richtungen hin nach außen verdickenden Weichgummiteil besteht, in dem Hohlräume zur Erhöhung der Elastizität vorgesehen sein können. Dieses Weichgummiteil ist durch Vulkanisation mit einem künstlichen Unterschenkel und einem künstlichen Fuß verbunden und wird ebenso wie das Prothesengelenk nach der DE-PS 8 34 884 hauptsächlich auf Biegung beansprucht

Derartige Biegebelastungen führen zu einer unerwünschten frühzeitigen Materialermüdung, die sich insbesondere dann schädlich auswirken, wenn Prothesengelenke implantiert werden sollen. Weiter ist aus der DE-OS 19 60 087 ein implantierbares Prothesengelenk bekannt, das insbesondere als Ersatz für Fingergelenke vorgesehen ist Dieses Prothesengelenk besteht aus einem Kunststoffkörper, der entlang seiner Mittellängsebene ein Verstärkungsgewebe aufweist und der zwei Zapfen umfaßt, zwischen denen zwei mit ihren Spitzen einander zugewandte dreieckige Abschnitte angeordnet sind. Zwischen den Spitzen der dreieckigen Abschnitte ist ein Steg vorgesehen, der das Verstärkungsgewebe umfaßt.

Beim Gebrauch muß der Steg des implantierbaren Prothesengelenks die gesamte Abbiegung aufnehmen, wodurch ein rascher Verschleiß bewirkt wird.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Prothesengelenk zu schaffen, bei dem der Schwenkwinkel des steifen Schwenkstiftes bei gleicher Auslenkung des Gelenks herabgesetzt wird und die elastischen Abschnitte von Zug und Druck entlastet werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die erfindungsgemäße elastische Verbindung zwischen dem zweiten Befestigungsteil und dem Schwenkstift wird der Schwenkstift sowohl gegen das erste als auch gegen das zweite Befestigungsteil verschwenkt, wodurch bei einem bestimmten Knickwinkel des Prothesengelenks der Schwenkwinkel des Schwenkstiftes wesentlich reduziert, insbesondere halbiert wird. Hierdurch wird wiederum der Grad der Scherung der elastischen Abschnitte und somit die entsprechende Beanspruchung der elastischen Abschnitte herabgesetzt. Die elastischen Abschnitte nützen sich also weniger ab und weisen eine erhöhte Lebensdauer auf. Der Abstand zwischen den beiden elastischen Abschnitten hat weiter zur Folge, daß bei einer Verdrehung des künstlichen Fußes gegen den Unterschenkel die elastischen Abschnitte nur noch auf Scherung und nicht auf Druck und Zug belastet werden, was die HaItbarkeit des Prothesengelenks weiter fördert.

Bei einer Kippbewegung des Fußes gegen den Unterschenkel wird aufgrund des Gewichts des Benutzers ein Wechsel von Zug und Druckbelastung der elastischen Abschnitte vermieden, was einer vorzeitigen Ermüdung entgegenwirkt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der erste und der zweite elastische Abschnitt um die Mittelachse des Schwenkstiftes herum gekrümmt sind, wobei der erste und der zweite elastische Abschnitt um eine senkrecht zur Mittellängsachse des Schwenkstiftes verlaufende Achse gekrümmt sind.

Durch die doppelt gekrümmte Ausbildung der elastischen Abschnitte, insbesondere aber durch die zusätzliehe Krümmung um eine senkrecht zum Schwenkstift verlaufende Achse herum, werden alle Biegebelastungen der elastischen Abschnitte vermieden.

Derartige Doppelkrümmungen können so ausgelegt werden, daß das erfindungsgemäße Prothesengelenk auch die Bewegungen von anderen Körpergelenken, z. B. von Knie-, Hüft-, Ellenbogen- und Schultergelenken nachbilden kann, ohne daß auf die vorteilhafte vergrößerte Haltbarkeit des Prothesengelenks verzichtet werden müßte. Die große Haltbarkeit und Wartungsfreiheit ermöglicht es auch, das erfindungsgemäße Prothesengelenk zu implantieren. Hierzu brauchen die Befestigungsteile nur in geeigneter, vom jeweiligen zu ersetzenden Gelenk abhängiger Form ausgebildet werden, wobei das Prothesengelenk aus physiologisch inerten Materialien gefertigt wird.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 4 bis 12 beschrieben.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zwischen einem künstlichen Unterschenkel und einem künstlichen Fuß angeordneten Sprunggelenkprothese,

F j g. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Sprunggelenkprothese der Fig. 1, nach Linie 2-2 geschnitten und in Pfeilrichtung gesehen,

F i g. 3 eine vergrößerte Seitenansicht der Sprunggelenkprothese nach Fig. 1,

F i g. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführung einer Sprunggelenkprothese,

F i g. 5 eine Draufsicht auf die Sprunggelenkprothese nach F i g. 4,

F i g. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung einer Sprunggelenkprothese,

F i g. 7 eine Schnittansicht der Sprunggelenkprothese nach F i g. 6 nach Linie 7-7, und

F i g. 8 eine perspektivische Ansicht eines endoprothetischen Fingergelenks.

Die in F i g. 1 in Seitenansicht dargestellte Sprunggelenkprothese 10 ist zwischen einem künstlichen Unterschenkel 12 und einem künstlichen Fuß 14 angebracht Der künstliche Fuß 14 kann aus einem aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, das genügend Festigkeit be-

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sitzt, um das Gewicht des menschlichen Körpers aufzu- Die geformte Fläche 44 des Befestigungsteils 40 der nehmen, beispielsweise aus Metall, Holz, Nylon oder Sprunggelenkprothese 10 weist einen mittleren Fläverstärktem Kunststoff. Der Unterschenkel 12 ist hohl chenabschnitt 52 auf, der konkav gekrümmt ist Hinter und enthält einen im allgemeinen rohrförmigen Körper- dem Flächenabschnitt 52 enthält die Fläche 44 einen abschnitt 16 und einen Boden 18, der der Sprunggelenk- 5 ebenen hinteren Flächenabschnitt 54, der gegen die Fläprothese 10 benachbart angeordnet ist Der Boden 18 ehe 48 geneigt ist. Vor dem Flächenabschnitt 52 enthält besitzt eine öffnung 20, die sich in Axialrichtung des die Fläche 44 einen ebenen vorderen Flächenabschnitt Unterschenkels 12 erstreckt. In die öffnung 20 ist eine 56, der in umgekehrter Richtung gegen die Fläche 48 hin Mutter 22 fest eingesetzt, in die ein Gewindezapfen 24 geneigt ist Die geformte Fläche 46 des Befestigungsteils eines aus Metall bestehenden ersten Befestigungsadap- io 42 besteht in gleicher Weise aus einem konkav geters 26 eingeschraubt ist Der erste Befestigungsadapter krümmten mittleren Flächenabschnitt 58, einem ebenen 26 enthält außer dem Gewindezapfen 24 eine kreisför- hinteren Flächenabschnitt 60 und einem ebenen vordemige Grundplatte 28, von deren einen Seite der Gewin- ren Flächenabschnitt 62. Die vorderen und hinteren Flädezapfen 24 senkrecht zur Ebene der Grundplatte 28 chenabschnitte 62 und 60 der Fläche 48 sind ebenfalls absteht Wie am besten in Fig.2 zu sehen, weist die 15 gegen die Fläche 50 hin geneigt Zwischen den vonein-Grundplatte 28 vier Bohrungen auf, die in Umfangsrich- ander einen Abstand aufweisenden gekrümmten Flätung mit Abstand angeordnet sind. Jede Bohrung in der chenabschnitten 52 und 58 der geformten Flächen 44 Grundplatte 28 nimmt eine Schraube 29 auf, die in eine bzw. 48 befindet sich ein zylindrischer Schwenkstift 64. obere Fläche der Sprunggelenkprothese 10 einge- Der Schwenkstift 64 besteht aus festem Material, beischraubt ist, um den ersten Befestigungsadapter 26 mit 20 spielsweise Metall, verstärktem Kunststoff oder Nylon der Spfunggelenkprothese 10 fest zu verbinden. Ein und ist so ausgerichtet daß seine Längsachse 66 senkzweiter aus Metall bestehender Befestigungsadapter 30 recht zur Längsachse des Unterschenkels 12 und quer ist mit einer unteren Fläche 50 der Sprunggelenkprothe- zur Längsachse des Fußes 14 liegt se 10 gegenüber der Anbringungsfläche für den ersten Der runde Schwenkstift 64 ist an dem gekrümmten Befestigungsadapter 26 fest verbunden. Der zweite Be- 25 Flächenabschnitt 52 des Befestigungsteils 40 durch eifestigungsadapter 30 ist identisch mit dem ersten Befe- nen gekrümmt ausgebildeten elastischen Abschnitt 70 stigungsadapter 26, braucht dies jedoch nicht unbedingt befestigt In einem senkrecht zur Längsachse 66 des zu sein. Vier (nicht gezeigte) Schrauben sind in Bohrun- Schwenkstifts 64 geführten Schnitt ähnelt der elastische gen aufgenommen, die in der Grundplatte 32 des zwei- Abschnitt 70 einem stumpfen Keil aus einem Ringkörten Befestigungsadapters 30 ausgebildet sind und in die 30 per. Der elastische Abschnitt 70 ist beispielsweise durch Sprunggelenkprothese 10 eingeschraubt Ein Gewinde- Vulkanisierung oder mit einem Kleber sowohl mit dem zapfen 34, der fest mit der Grundplatte 32 verbunden ist Schwenkstift 64 als auch mit dem allgemein dazu paralerstreckt sich senkrecht von der Ebene der Grundplatte lelen Flächenabschnitt 52 verbunden. Um den Schwenk-32 weg und reicht in eine öffnung 36, die vertikal den stift 64 mit dem anderen Befestigungsteil 42 zu verbinkünstlichen Fuß 14 etwas vor der Ferse durchdringt In 35 den, ist ein gekrümmt geformter elastischer Abschnitt der öffnung 36 ist eine Mutter 38 befestigt in die der 72 zwischen Schwenkstift 52 und dem konkav ge-Gewindezapfen 34 eingeschraubt ist Der künstliche krümmten Flächenabschnitt 58 angeordnet und mit bei-Fuß 14 besteht wie der künstliche Unterschenkel 12 aus den verbunden. Die elastischen Abschnitte 70 und 72 einem Material wie Metall, Holz, Nylon oder versfärk- besitzen jeweils zwei freiliegende Flächen 74 bzw. 76, tem Kunststoff. Zusätzlich sollte das Material des Fußes 40 die sich in Längsrichtung des Schwenkstiftes 64 erstrek-14 auch etwas Elastizität aufweisen. Die Elastizität des ken und in radialer Richtung vorstehen. Ober den größ-Fußes 14 schwächt in gewissem Ausmaß die auf den Fuß ten Teil ihrer Längen, in Radialrichtung des Schwenkeinwirkenden Stoßbelastungen ab, die von dem Fuß Stiftes 64 gemessen, sind die freiliegenden Rächen 74 durch die Sprunggelenkprothese 10 und den künstlichen des elastomeren Abschnitts 70 mit Abstand von den Unterschenkel 12 auf den Körper des Benutzers über- 45 freiliegenden Flächen 76 des elastomeren Abschnitts 72 tragen werden, wenn der Fuß auf eine harte Oberfläche angeordnet Die Rächen 74 stoßen mit den Flächen 76 beim Gehen auftrifft in der Nähe des Schwenkstiftes 64 zusammen, während

Die Sprunggelenkprothese 10 enthält zwei identische ihr gegenseitiger Abstand mit der radialen Entfernung Befestigungsteile 40,42 mit Abstand voneinander. Jedes vom Schwenkstift 64 zunimmt In gleicher Weise nimmt Befestigungsteil 40,42 besteht aus einem steifen Materi- 50 der Abstand zwischen dem vorderen ebenen Flächenabal wie Metall, Kunststoff oder verstärktem Kunststoff. schnitt 56 des Befestigungsteils 40 und dem vorderen Das Material, aus dem die Befestigungsteile 40,42 gebil- ebenen Flächenabschnitt 62 des Befestigungsteils 42 zu. det sind, muß, wie später deutlich wird, zur Verbindung Die hinteren Flächenabschnitte 54 und 60 laufen ebenso mit Elastomer geeignet sein. Die Befestigungsteile 40 mit zunehmendem Radialabstand vom Schwenkstift 64 und 42 besitzen geformte Flächen 44 bzw. 46, die einan- 55 auseinander. Infolge des Auseinanderlaufens der Fräder zugewandt sind, jedoch einen Abstand voneinander chen 74 und 76 und der Flächenabschnitte 56 und 62 aufweisen. An der den geformten Flächen 44 und 46 bzw. 54 und 60 können die Befestigungsteile 40,42 relagegenüberliegenden Seite weisen die Befestigungsteile tiv zum Schwenkstift 64 gedreht werden, wobei die 40 und 42 ebene Flächen 48 bzw. 50 auf. Die ebene Drehbewegung von den elastischen Abschnitten 70,72 Fläche 48 ist der Grundplatte 28 zugewendet und liegt 60 aufgenommen wird, ohne daß sich die beiden Befesti· an ihr an. gungsteile 40 und 42 der Sprunggelenkprothese 10 be

In gleicher Weise ist die ebene Fläche 50 der Grund- rühren.

platte 32 zugewandt und eng an ihr angeordnet Statt Die elastischen Abschnitte 70 und 72 der Sprungge

die Befestigungsteile 40 und 42 der Fußgelenkprothese Ienkprothese 10 ermöglichen nachgiebig eine Drehunj

10 an getrennte Befestigungsadapter 26 bzw. 30 anzu- 65 zwischen dem Schwenkstift 64 einerseits und den Befe

schrauben, können die Gewindezapfen 24 bzw. 34 ein- stigungsteilen 40 und 42 andererseits und hemmen ii

stückig mit den zugeordneten Befestigungsteilen 40 einem begrenzten Ausmaß nachgiebig diese Drehung

bzw. 42 ausgeformt sein. Eine Drehbewegung, die einer Abbiegung des natürl:

chen Sprunggelenks in Fersen- oder in Ballenrichtung entspricht, tritt um eine Achse auf, die zumindest benachbart zu und wenigstens annähernd parallel zur Längsachse 66 des Schwenkstiftes 64 liegt. Obwohl die elastischen Abschnitte 70 und 72 einen elastischen Widerstand gegen die Abbiegung in Fersen- und Sohlenrichtung ausüben, wird das Elastomer eine Torsions-Scherbelastung erfahren und nicht genügend Widerstand gegen das Abbiegen ergeben, um diese Bewegung abzufangen und zu begrenzen. Deshalb sind an den hinteren Flächenabschnitten 54 und 60 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 hintere elastische Abschnitte, die im folgenden als Puffer 78 bzw. 80 bezeichnet werden, angebracht. Jeder hintere Puffer 78 und 80 erstreckt sich von dem FJächenabschnitt 54 und 60, an dem die Puffer 78 bzw. 80 befestigt sind, weg gegen den anderen hinteren Puffer 80 bzw. 78 hin. Die hinteren Puffer 78 und 80 weisen einen Abstand voneinander auf, wenn die Sprunggelenkprothese 10 sich in ihrer normalen, unabgebogenen Stellung befindet. Infolgedessen wird keine Zugbelastung auf einen der beiden Puffer 78 und 80 ausgeübt, wenn beispielsweise eine Drehung zwischen den Befestigungsteilen 40 und 42 der Sprunggelenkprothese 10 die hinteren Flächenabschnitte 54 und 60 aus^ einanderbewegt Die Sprunggelenkprothese 10 weist auch vordere elastische Abschnitte 82,84 auf, die Puffer 82 und 84 genannt werden. Die vorderen Puffer 82 und 84 sind jeweils an den vorderen Flächenabschnitten 56 bzw. 62 der geformten Flächen 44 bzw. 46 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 befestigt. Jeder Puffer 82 und 84 erstreckt sich von der Fläche 44 bzw. 46, an der er befestigt ist, weg und zu dem anderen vorderen Puffer 84 bzw. 82 hin. Wie die hinteren Puffer 78 und 80 sind auch die vorderen Puffer 82 und 84 nicht miteinander verbunden, so daß keine Zugbelastungen auf die Puffer 82 und 84 übertragen werden, wenn beispielsweise eine Drehung der Befestigungsteile 40 und 42 der Prothese gegeneinander die Flächenabschnitte 56 und 62 voneinander weg bewegt. Es ergibt sich, daß die Puffer 78,80, 82 und 84 einer Abbiegung der Prothese 10 durch eine Druckbelastung des Elastomers in den Puffern 78,80,82 und 84 Widerstand entgegensetzen.

Die Wirkung der Sprunggelenkprothese 10 wird so beschrieben, als ob der Benutzer den künstlichen Unterschenkel 12 und den Fuß 14 ausstreckt, um einen Schritt zu tun. Wenn die Ferse des künstlichen Fußes 14 auf den Boden auftrifft, dreht sich der hintere Abschnitt des Befestigungsteils 40 der Sprunggelenkprothese 10 gegen den hinteren Abschnitt des Befestigungsteils 42 hin und zwar um die Längsachse 66 des Schwenkstiftes 64. Die elastischen Abschnitte 70 und 72, die die Befestigungsteile 40 und 42 mit dem Schwenkstift 64 verbinden, biegen mit einer Torsionsscherung aus, um die Drehung zwischen den Befestigungsteilen 40, 42 und dem Schwenkstift 64 zu ermöglichen. Zur gleichen Zeit kommen die hinteren Puffer 78 und 80 in Berührung miteinander und werden zusammengedrückt, wodurch die Drehbewegung begrenzt wird und die Absorbierung der auf den Fuß 14 ausgeübten Stoßbelastung unterstützt wird. Wenn das Gewicht des Benutzers der Sprunggelenkprothese 10 sich nach vorne auf die Sprunggelenkprothese 10 und den Fuß 14 verlagert, beginnt sich der hintere Abschnitt des Befestigungsteils 40 von dem hinteren Abschnitt des Befestigungsteils 42 weg zu drehen. Die Drehung verringert die Abbiegung der elastischen Abschnitte 70 und 72 und die Druckbelastung der Puffer 78 und 80. Wenn das Gewicht des Benutzers weiter nach vorne kommt, werden die elastomeren Abschnitte 70 und 72 wiederum in Torsionsscherung abgebogen, die vorderen Puffer 82 und 84 berühren einander und werden so zusammengedrückt, daß eine Begrenzung der Bewegung des vorderen Abschnitts des Befestigungsteils 40 gegen den vorderen Abschnitt des Befestigungsteils 42 erfolgt. Wenn der Benutzer den künstlichen Fuß 14 vom Boden abhebt, um einen weiteren Schritt vorzubereiten, werden die Belastungen der Puffer 82 und 84 und der elastischen Abschnitte 70 und 72 weggenommen.

Die primäre Bewegung, für die die Sprunggelenkprothese 10 ausgelegt ist, ist eine Abbiegung des Fußes 14 gegenüber dem künstlichen Unterschenkel 12 in Fersen- und in Ballenrichtung.

Die Abbiegung erfolgt um eine Achse, die senkrecht zur Längsachse des Unterschenkels 12 und quer zur Längsachse des Fußes 14 verläuft oder, mit anderen Worten, um eine Achse, die mindestens der Längsachse 66 des Schwenkstiftes 64 benachbart und zumindest annähernd parallel zu ihr ist, falls sie nicht überhaupt mit ihr zusammenfällt. Das Zusammenfallen der Drehachse mit der Längsachse 66 hängt teilweise davon ab, ob der Schwenkstift 64 während der Drehung zwischen ihm und einem Befestigungsteil 40 oder 42 ausweicht.

Die elastischen Abschnitte 70, 72 in der Sprunggelenkprothese 10 erlauben es, auch eine gewisse Drehung des Fußes 14 nach innen oder nach außen und eine Abknickung des künstlichen Fußes 14 nach innen oder nach außen aufzunehmen. Damit ein Abknicken des Fußes 14 nach innen oder außen möglich ist, d. h. eine Drehung um eine etwa parallel zur Längsachse des Fußes 14 liegende Achse, müssen die Befestigungsteile 40 und 42 der Sprunggelenkprothese 10 sich an einer der beiden Seiten der Sprunggelenkprothese 10 zueinander drehen. Die Drehung zwischen den Befestigungsteilen 40 und 42 wird dann durch eine Druckbelastung der beiden elastischen Abschnitte 70 und 72 in der Nähe einer Seite der Sprunggelenkprothese 10 oder einem Ende des Schwenkstiftes 64 aufgenommen. In der Nähe des anderen Endes des Schwenkstiftes 64 können die elastischen Abschnitte 70 und 72 unter Zugbelastung gesetzt werden, wenn die Befestigungsteile 40 und 42 sich voneinander wegdrehen. Alternativ kann das Gewicht des Benutzers der Sprunggelenkprothese 10 eine ausreichende Druckvorbelastung auf die elastischen Abschnitte 70 und 72 übertragen, so daß die Drehung der Bestandteile 40 und 42 voneinander weg lediglich die Vorbelastung ohne Erzeugung von Zugbelastungen verringert.

so Eine Drehung des Fußes 14 nach innen oder nach außen um eine parallel zur Längsachse des Unterschenkels 12 gelegene Achse wird in erster Linie durch eine Scherabbiegung der elastischen Abschnitte 70 und 72 aufgenommen. Wegen der Zwischenräume zwischen den freiliegenden Flächen 74 und 76 der elastischen Abschnitte 70 bzw. 72 und wegen der Zwischenräume zwischen den Befestigungsteilen 40 und 42 ist im wesentlichen keine Druckbelastung der elastischen Abschnitte 70, 72 erforderlich, um eine Drehung des Fußes 14 aufzunehmen.

In F i g. 4 und 5 wird eine weitere Ausführung der Sprunggelenkprothese 10 gezeigt Die Sprunggelenkprothese 10 enthält wie die in F i g. 2 gezeigte zwei mit Abstand voneinander angeordnete Befestigungsteile 40 und 42, die aus einem steifen Material bestehen. Jeder Befestigungsteil 40 und 42 weist eine geformte Fläche 44 bzw. 46 und an der anderen Seite ebene Flächen 48 bzw. 50 auf. Zwischen den konkav gekrümmten Flä-

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chenabschnitten 52 und 58 der geformten Flächen 44 anderen Ausführungsbeispielen nach F i g. 1—5.
und 46 befindet sich ein zylindrischer Schwenkstift 64. Alle bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele be-Die elastischen Abschnitte 70 und 72 dienen zur Befesti- ziehen sich auf die Sprunggelenkprothesen zur Anbringung des Schwenkstiftes 64 an den Befestigungsteilen gung außen an einem menschlichen Körper. Dennoch 40 bzw.42. 5 kann der grundsätzliche Schwenkaufbau einer jeden

Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 bisher besprochenen Ausführung auch für Gelenkprobesitzt die Sprunggelenkprothese 10 nach F i g. 4 und 5 thesen zum Implantieren in den Körper verwendet wernur einen einzigen hinteren Puffer 86, der zwischen den den. In Fig. 8 ist eine Fingergelenkprothese 11 darge-Befestigungsteilen 40 und 42 angeordnet ist Um den stellt, die zwei einander entgegengesetzt liegende gePuffer 86 im Gebrauch vor Zugbelastungen beim Ab- io trennte Befestigungsteile 40 und 42 mit gegenseitigem biegen der Sprunggelenkprothese 10 zu schützen, wird Abstand zeigt Die Befestigungsteile 40 und 42 sind aus der Puffer 86 einer Druckvorbelastung unterworfen, die steifen und physiologisch inertem Material, beispielsvom Gewicht des Prothesenbenutzers herrührt Die weise aus Titan, nicht-rostendem Stahl, Kobalt-Chromvorderen Flächenabschnitte 56 und 62 der geformten Legierung, Nylon, Silikonharz oder Polyäthylen mit ho-Flächen 44 bzw. 46 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 is her Dichte hergestellt Die Befestigungsteile 40 und 42 weisen einen im Vergleich zu den entsprechenden Flä- weisen jeweilige Kopfabschnitte 122 und 124 und Stielchen 56 und 62 des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 abschnitte 126 bzw. 128 auf. Die Kopfabschnitte 122 und geringeren Abstand zueinander auf, wodurch die Zug- 124 sind jeweils an einem Ende der Stielabschnitte 126 belastungen des Puffers 86 begrenzt werden. Dieser ge- bzw. 128 befestigt, wobei die Stielabschnitte 126, 128 ringere Abstand schränkt die Biegung in Ballenrichtung 20 relativ lang und verjüngt ausgeführt sind, um das Imein, die die Sprunggelenkprothese 10 ausführen kann, plantieren in die intrameduilären Kanäle der Fingerknobedeutend gegenüber der Biegung» die die Sprungge- chen zu ermöglichen. Die Stielabschnitte 126 und 128 lenkprothese 10 nach F i g. 2 ausführen kann. der Befestigungsteile 40 bzw. 42 werden typischerweise

Weiter weist die Sprunggelenkprothese 10 nach in die jeweiligen Fingerknochen eingekittet und können F ig. 4 und 5 von oben gesehen eine im groben achtecki- 25 speziell ausgeformte Außenflächen besitzen, um das ge Form auf, so daß keine Ecken der Befestigungsteile Anbringen an den Knochen oder in den Knochen zu 40 und 42 über die Seitenflächen des oberen Abschnitts erleichtern. Zusätzlich können die Stielabschnitte 126 des Fußes 14 vorstehen. Die Sprunggelenkprothese 10 und 128 mit einem porösen Material beschichtet oder enthält weiterhin relativ tiefe Nuten 88, die in der Fläche aus einem solchen gebildet sein, in das Knochengewebe des hinteren Puffers 86 bei den Trennflächen zwischen 30 einwachsen kann, um die Befestigungsteile 40 und 42 Puffer und Befestigungsteilen 40 und 42 ausgebildet der Fingergelenkprothese 11 mit den jeweiligen Fingersind, um die hohen Spannungen zu verringern, die sonst knochen fest zu verbinden.

an diesen Stellen auftreten können. Der Schwenkstift Die Kopfabschnitte 122 und 124 der Befestigungsteile

64' besitzt je eine Sackbohrung 90 in seinen beiden axia- 40 und 42 weisen Flächen 52 bzw. 58 auf, die zumindest

len Enden, so daß er in der richtigen Ausrichtung und 35 in einer Ebene konkav gekrümmt sind. Die konkav ge-

Lage in eine Form eingesetzt werden kann, um die ela- krümmten Flächen 52 und 58 sind einander zugewandt

stomeren Abschnitte der Sprunggelenkprothese 10 aus- angeordnet Zwischen ihnen befindet sich mit Abstand

zubilden. In der Form können Vorsprünge vorgesehen von jeder gekrümmten Fläche 52 und 58 ein zylindri-

werden, die in die Sackbohrungen 90 hineinreichen und scher Schwenkstift 64, der an der Fläche 52 durch einen

den Schwenkstift 64 während des Einbringens und Aus- 40 elastischen Abschnitt 70 und an der Fläche 58 durch

härtens des Elastomers an der richtigen Stelle halten. einen gleichartigen elastischen Abschnitt 72 befestigt

Eine dritte Ausführung einer Sprunggelenkprothese ist. Jeder elastische Abschnitt 70 bzw. 72 besteht aus 10 ist in F i g. 6 und 7 dargestellt. Die Sprunggelenkpro- einem physiologisch inertem Elastomer. Die elastischen these 10 entspricht im wesentlichen der Sprunggelenk- Abschnitte 70 und 72 sind mit dem Schwenkstift 64 an prothese 10 nach Fig.4 und 5. Es sind jedoch zwei 45 einander in bezug auf die Längsachse 66 entgegengebedeutende Unterschiede vorhanden, zum einen sind setzt liegenden Stellen verbunden und sie weisen jeweils gekrümmte Einlagescheiben 114 aus steifem Material in zwei freiliegende Flächen 74 bzw. 76 auf, die sich in die elastischen Abschnitte 70 und 72 eingelagert die den Längsrichtung des Schwenkstiftes 64 und von einer dem Schwenkstift 64 mit den Befestigungsteilen 40 und 42 Umfang des Schwenkstiftes 64 benachbarten Stelle rader Sprunggelenkprothese 10 verbinden. Die Einlage- so dial nach außen erstrecken. Die freiliegenden Flächen scheiben 114 erhöhen die mögliche Druckbelastung der 74 besitzen von den freiliegenden Flächen 76 über ihre Sprunggelenkprothese 10, ohne die Aufnahmefähigkeit gesamte Länge einen Abstand, der in radialer Richtung für Drehbewegung der Befestigungsteile 40 und 42 um vom Stift 64 nach außen hin zunimmt
die Längsachse 66 des Schwenkstifts 64 zu beeinflussen. Im Einsatz funktioniert die Fingergelenkprothese 11 Zum anderen besteht ein weiterer Unterschied zwi- 55 in fast gleicher Weise wie die Sprunggelenkprothese 10 sehen den Ausführungsformen nach Fig.4, 5 und nach Fig. 1 und 2. Wenn beispielsweise ein Abbiegen Fig.6, 7 darin, daß der Schwenkstift 64, wie in Fig.7 der einander benachbarten Fingerknochen, in welche gezeigt, eine in Richtung seiner Längsachse 66 ge- die Prothese 11 implantiert ist, eine Relativdrehung zwikrümmte Außenfläche besitzt Wie in F ig. 7 weiter zu sehen Schwenkstift 64 und den Befestigungsteilen 40 sehen ist sind auch die gekrümmten Flächenabschnitte 60 und 42 um eine Achse ergibt, die zumindest in der Nähe 52 und 58 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 in zwei senk- der Längsachse 66 des Stiftes 64 liegt und sich parallel recht aufeinanderstehenden Ebenen gekrümmt und zu dieser erstreckt, so wird diese Bewegung elastisch ebenso die Einlagescheiben 114. Durch die doppelte durch eine Torsionsabbiegung der elastischen Abschnit-Krümmung der Außenfläche des Schwenkstiftes 64 und te 70 und 72 aufgenommen. Die durch die vorderen und der entsprechenden Flächen der anderen Elemente der 65 hinteren Puffer 78, 80, 82 und 84 bei der äußeren Sprunggelenkprothese 10 ergibt sich eine vergrößerte Sprunggelenkprothese 10 nach Fig. 1 und 2 herbeigc-Aufnahmefähigkeit der Sprunggelenkprothese 10 nach führte Bewegungsbegrenzungswirkung wird bei der F ig. 6,7, für die Kippung des Fußes im Vergleich zu den Fingergelenkprothese 11 durch die Muskeln, Bänder

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und Sehnen des Fingers bewirkt, in den die Prothese implantiert ist. Die Muskeln und Sehnen werden durch die Implantation normalerweise nicht zerstört. Schwenkbewegungen zwischen den Fingerknochen, in welche die Prothese 11 implantiert ist, die mit einer Drehung nach innen und nach außen oder mit einem Abkippen nach innen und nach außen eines Fußes vergleichbar sind, werden in erster Linie durch Zusammendrücken und/oder Scheren der elastischen Abschnitte 70 und 72 aufgenommen. ι ο

• Die elastischen Abschnitte 70, 72 und der Schwenkstift 64 können auch bei einer implantierten Gelenkprothese, wie sie in F i g. 8 gezeigt ist, entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6,7 ausgebildet werden.

Während bei Fingergelenken eine Verbesserung der Bewegungsaufnahme durch die Doppelkrümmung des Schwenkstiftes und der zugeordneten Elemente nach F i g. 7 nicht nötig ist, so wird bei Prothesen für andere Körpergelenke, z. B. bei Metacarpal-Phalangal-Gelenken oder bei Schultergelenken eine derartige Doppelkrümmung erforderlich oder erwünscht sein, um eine zusätzliche Bewegung aufnehmen zu können. Die zusätzliche Bewegungsaufnahme kann auch dadurch herbeigeführt werden, daß beispielsweise die Länge des Schwenkstiftes 64 verringert oder daß die radiale Dicke der elastischen Abschnitte 70 und 72 vergrößert wird. Umgekehrt ergibt eine Verlängerung des Schwenkstiftes 64 oder eine Dickenreduzierung der elastischen Abschnitte 70 und 72 eine verkleinerte Bewegungsaufnahme um andere Achsen als die Längsachse 66. Derartige Anpassungen des Aufbaus, um die Bewegungsaufnahmeeigenschaften der Prothese nach F i g. 8 zu ändern, können auch bei anderen Prothesen angewendet werden.

35 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

1 2 gekennzeichnet, daß wenigstens ein vierter elasti- Patentansprüche: scher Abschnitt (82,84) vorgesehen ist, der an min destens einem der beiden vorderen Flächenabschnit-

1. Prothesengelenk mit zwei einen Abstand zuein- te (56, 62) befestigt ist und sich von mindestens eiander aufweisenden, miteinander gelenkig und ela- 5 nem Befestigungsteil (40,42) zu dem jeweils anderen stisch verbundenen Befestigungsteilen, zwischen de- erstreckt.

nen ein steifer Schwenkstift angeordnet ist, der mit 11. Prothesengelenk nach Anspruch 9 oder 10, da-

einem der beiden Befestigungsteile über einen er- durch gekennzeichnet, daß die vorderen Flächenab-

sten elastischen Abschnitt verbunden ist, dadurch schnitte (56, 62) der beiden geformten Flächen (44, gekennzeichnet, daß der Schwenkstift (64) 10 46) so angeordnet sind, daß ihr gegenseitiger Ab-

auch mit dem anderen Befestigungsteil (42) über ei- stand von hinten nach vorn zunimmt, und die hinte-

nen zweiten elastischen Abschnitt (72) verbunden ist ren Flächenabschnitte (54,56) der beiden geformten

und daß die elastischen Abschnitte (70, 72) zumin- Flächen (44,46) so angeordnet sind, daß ihr gegen-

dest auf einer Seite des Schwenkstiftes im Außenbe- seitiger Abstand von vorne nach hinten zunimmt

reich voneinander einen Abstand aufweisen. 15 12. Prothesengelenk nach einem der vorhergehen-

2. Prothesengelenk nach Anspruch 1, dadurch ge- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erkennzeichnet, daß der erste und der zweite elasti- ste und das zweite Befestigungsteil (40,42) miteinansche Abschnitt (70, 72) um die Längsachse (66) des der nur durch das Schwenkalement (64) und den Schwenkstiftes (64) herum gekrümmt sind. ersten und den zweiten elastischen Abschnitt (70,72)

5. Prothesengelenk nach Anspruch 2, dadurch ge- 20 verbunden sind, kennzeichnet, daß der erste und der zweite elastische Abschnitt (70,72) um eine senkrecht zur Längs-

achse (66) des Schwenkstiftes (64) verlaufende Achse
herum gekrümmt sind.

4. Prothesengelenk nach einem der vorhergehen- 25 Die Erfindung betrifft ein Prothesengelenk gemäß den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Befestigungsteile (40, 42) jeweils einen um die Aus der US-PS 34 80 972 ist ein derartiges Prothesen-Längsachse (66) des Schwenkstifts (64) herum ge- gelenk bekannt, bei dem das erste mit dem künstlichen krümmten Flächenabschnitt (52, 58) aufweisen, der Unterschenkel verbundene Befestigungsteil durch eine einer entsprechend gekrümmten Fläche des 30 äußere Hülse gebildet ist, die an ihrer dem Unterschen-Schwenkstiftes (64) zugewandt ist kel abgewandten Seite axial in der Mitte eine Öffnung

5. Prothesengelenk nach Anspruch 4, dadurch ge- aufweist. Durch diese Öffnung erstreckt sich ein im wekennzeichnet, daß die gekrümmten Flächenab- sentlichen parallel zum Unterschenkel und senkrech" schnitte (52,58) beider Befestigungsteile (40,42) und zur Hülse verlaufender Bolzen, der das zweite Befesti die gekrümmte Fläche des Schwenkstifts (64) um 35 gungsteil darstellt, an dem direkt ein koaxial zur Hüls« eine senkrecht zur Längsachse (66) des Schwenk- angeordneter Schwenkstift befestigt ist. Zwischen den Stifts (64) verlaufende Achse herum gekrümmt sind. Schwenkstift und der äußeren Hülse ist eine Gummihül

6. Prothesengelenk nach Anspruch 4 oder 5, da- se angeordnet, die diese beiden Teile miteinander ver durch gekennzeichnet, daß die gekrümmten FIa- bindet Das Prothesengelenk wird so zwischen einen chenabschnitte (52,58) des ersten und zweiten Befe- 40 künstlichen Fuß und einem künstlichen Unterschenke stigungsteils (40, 42) jeweils parallel zur gekrümm- eingesetzt daß der Schwenkstift senkrecht zur Fersen ten Fläche des Schwenkstifts (64) liegen. ballenrichtung des Fußes und senkrecht zur Längsachs

7. Prothesengelenk nach einem der Ansprüche 4 des Unterschenkels verläuft.

bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der erste und der Aus der US-PS 1911 440 ist ein weiteres Protheser

zweite elastische Abschnitt (70,72) jeweils zwischen 45 gelenk bekannt, das sich von dem gattungsbildende dem gekrümmten Flächenabschnitt (52, 58) des be- Prothesengelenk im wesentlichen nur dadurch untei treffenden Befestigungsteils (40, 42) und der ge- scheidet, daß der Schwenkstift, der koaxial in der äußf krümmten Fläche des Schwenkstifts (64) angeordnet ren Hülse angeordnet ist, an seinen axialen Enden Gf und an diesen befestigt ist windebohrungen trägt in die zweite Befestigungstei

8. Prothesengelenk nach einem der vorhergehen- 50 haltende Schrauben eingesetzt sind.

den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bei beiden bekannten Prothesengelenken wird eir

elastischen Abschnitte (70,72) auf beiden Seiten des Abbiegung des Fußes in Fersenballenrichtung, wie s

Schwenkstifts (64) im Außenbereich voneinander ei- beim normalen Gehen auftritt, durch eine umfangsm.

nen Abstand aufweisen. ßige Scherung der Gummihülse ermöglicht die nach d·

9. Prothesengelenk nach einem der Ansprüche 4 55 Entlastung des Fußes das Prothesengelenk in die Ruh bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden lage zurückführt Der Scherwinkel der Gummihülse, d Befestigungsteile (40,42) eine dem Schwenkstift zu- dem Schwenkwinkel des Schwenkstiftes gegen die ä gewandte geformte Fläche (44,46) aufweist die je- Bere Hülse entspricht ist hierbei gleich dem Abbieg weils einen vorderen und einen hinteren Flächenab- winkel des Fußes gegen die Ruhelage.

schnitt (54, 60 bzw. 56, 62) besitzt zwischen denen t* Soll bei einem derartigen Prothesengelenk die Sch« die gekrümmten Flächenabschnilte (52 bzw. 58) an- belastung der Gummihülse vermindert werden, um c geordnet sind, und daß wenigstens ein dritter elasti- Lebensdauer zu erhöhen, so muß die radiale Dicke d scher Abschnitt (78, 80, 86) vorgesehen ist, der an Gummihülse vergrößert werden, was zu einem allg zumindest einem der beiden hinteren Flächenab- mein vergrößerten Prothesengelenk führt schnitte (54,60) befestigt ist und sich von mindestens t» Beim Gebrauch derartiger Prothesengelenke tret einem Befestigungsteil (40,42) zu dem jeweils ande- aber auch Dreh- und Kippbewegungen des Fußes geg ren erstreckt den Unterschenkel auf, d. h. Drehbewegungen um ser

10. Prothesengelenk nach Anspruch 9, dadurch recht zum Schwenkstift verlaufende Drehachsen. Die