DE60017052T2

DE60017052T2 - Schienbeinkniekomponente mit beweglichem Lager

Info

Publication number: DE60017052T2
Application number: DE60017052T
Authority: DE
Inventors: Steven A. Zawadzki
Original assignee: Zimmer Technology Inc
Current assignee: Zimmer Technology Inc
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-16
Publication date: 2005-12-22
Anticipated expiration: 2020-10-17
Also published as: DE60017052D1; EP1095637A1; US6210445B1; EP1095637B1

Description

1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein orthopädisches Implantat und insbesondere eine Schienbeinkniekomponente.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Eine Schienbeinkniekomponente wird in ein proximales Schienbein implantiert und steht mit einer Oberschenkelkomponente in Eingriff, die in einem distalen Oberschenkel implantiert ist. Die Schienbeinkniekomponente weist normalerweise ein Lager auf, das an einer Schienbeinschale unbeweglich befestigt ist. Die Schienbeinschale weist einen Schaft auf, der in den intramedullären (IM-)Kanal im proximalen Schienbein implantiert wird. Das Lager kann die Form eines verschleißbeständigen und reibungsarmen Materials haben, z. B. ultrahochmolekulares Polyethylen (UHMWPE), das an der Schienbeinschale unbeweglich befestigt wird. Die Drehbewegung zwischen der Oberschenkelkomponente und der Lagerfläche des Lagers erfolgt mit relativ geringer Reibung und verschleißarmer Charakteristik.
Bekannt ist außerdem ein bewegliches Lager, das sich relativ zur Schienbeinschale bewegt. Bei einer tiefen Beugung zwischen dem Oberschenkel und dem Schienbein dreht sich das Lager um eine Längsachse, die einem Drehpunkt an der Anbringungsstelle zwischen dem Lager und der Schienbeinschale zugeordnet ist. Bestimmte Ausführungen ermöglichen zwar eine Drehung von 360° zwischen dem beweglichen Lager und der Schienbeinschale, jedoch ist bei den meisten Ausführungen eine Drehgrenze vorgesehen. Bekannte Ausführungen sind zwar geeignet, eine begrenzte Drehung zwischen dem Lager und der Schienbeinschale zu ermöglichen, sind jedoch relativ komplex und daher teuer herzustellen. Beispielsweise offenbart WO 97/30664 eine Schienbeinprothese mit einem beweglichen Lagerteil, in dem ein aufrechter Rand von einer Schienbeinlagerschale vorsteht, um das Lagerteil zu begrenzen. Zusätzlich muß ein Anschlagstift an der Schienbeinschale in einen Führungsschlitz aufgenommen werden, der im Lagerteil ausgebildet ist.
Auf dem Fachgebiet besteht Bedarf an einer Schienbeinkniekomponente mit einem beweglichen Lager, das einfacher herzustellen ist und dennoch eine angemessene Bewegung zwischen dem Lager und der Schienbeinschale während einer tiefen Beugung des Kniegelenks ermöglicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Schienbeinkniekomponente mit einer Schienbeinschale mit einer ringförmigen Vertiefung und einem Lager mit einem ringförmigen Vorsprung, der in der Vertiefung angeordnet ist. Der Vorsprung und die Vertiefung ermöglichen eine Drehbewegung des Lagers relativ zur Schienbeinschale.
Die Erfindung umfaßt in einer ihrer Formen eine orthopädische Kniekomponente zur Implantation in ein proximales Schienbein. Eine Schienbeinschale weist einen sich distal erstreckenden Schaft, ein proximales Schienbeinplateau und eine ringförmige Vertiefung auf, die sich in das Schienbeinplateau erstreckt. Die Vertiefung hat einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius um eine Drehachse. Ein Lager, das von der Schienbeinschale getragen wird, hat eine Gelenklagerfläche zum Eingriff mit einer Oberschenkelkomponente. Das Lager hat einen ringförmigen Vorsprung, der sich in die Vertiefung erstreckt. Der Vorsprung und die Vertiefung ermöglichen eine Drehbewegung des Lagers relativ zum Schienbeinplateau um die Drehachse.
Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sich das Lager relativ zur Schienbeinschale um eine Drehachse frei drehen kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß verhindert wird, daß sich das Lager in einer axialen Richtung relativ zur Drehachse bewegt.
Noch ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine ringförmige Vertiefung und ein ringförmiger Vorsprung mit einem gewählten Krümmungsradius vorhanden sein kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die oben erwähnten und weitere Merkmale und Vorzüge der Erfindung und wie diese zu erreichen sind, wird deutlicher, und die Erfindung wird besser verständlich mit Bezug auf die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, die folgendes zeigen:
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform einer orthopädischen Kniekomponente;
2 ist eine Draufsicht der orthopädischen Kniekomponente von 1, wobei das Lager in einer neutralen Position ist;
3 ist eine Draufsicht der orthopädischen Kniekomponente von 1, wobei das Lager in einer gedrehten Position ist;
4 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der orthopädischen Kniekomponente von 1 bis 3;
5 ist eine Unteransicht des Lagers von 1 bis 4, betrachtet entlang der Linie 5-5;
6 ist eine Seitenansicht der orthopädischen Kniekomponente von 1 bis 4, implantiert in ein Schienbein und in Eingriff mit einer Oberschenkelkomponente;
7 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform einer orthopädischen Kniekomponente;
8 ist eine Draufsicht der orthopädischen Kniekomponente von 7, wobei das Lager in einer neutralen Position ist;
9 ist eine Draufsicht der orthopädischen Kniekomponente von 7, wobei das Lager in einer gedrehten Position ist;
10 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der orthopädischen Kniekomponente von 7 bis 9;
11 ist eine Unteransicht des Lagers von 7 bis 10, betrachtet entlang der Linie 11-11; und
12 ist eine Seitenansicht der orthopädischen Kniekomponente von 7 bis 10, implantiert in ein Schienbein und in Eingriff mit einer Oberschenkelkomponente.
Entsprechende Bezugszeichen bezeichnen entsprechende Teile in den verschiedenen Ansichten. Die hier gegebenen bespielhaften Beschreibungen stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in einer Form dar, und solche bespielhaften Beschreibungen schränken in keiner Weise den Schutzbereich der Erfindung ein.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Mit Bezug auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 bis 6 ist eine Ausführungsform einer orthopädischen Kniekomponente in Form einer Schienbeinkniekomponente 10 dargestellt, die in ein proximales Schienbein 12 implantiert ist (6). Die Schienbeinkniekomponente 10 steht in Eingriff mit einer Oberschenkelkniekomponente 14, die in einen distalen Oberschenkel 16 implantiert ist.
Die Schienbeinkniekomponente 10 weist eine Schienbeinschale 18 und ein Lager 20 auf. Die Schienbeinschale 18 hat ein proximales Schienbeinplateau 22 und einen sich distal erstreckenden Schaft 24. Das Schienbeinplateau 22 hat eine im allgemeinen planare proximale Oberfläche, die sich quer (z. B. im allgemeinen senkrecht) zur Längsachse 26 des Schafts 24 erstreckt.
Die Schienbeinschale 18 weist auch eine ringförmige Vertiefung 28 auf, die sich in das Schienbeinplateau 22 erstreckt. Insbesondere haben eine erste ringförmige Wand 30 und eine zweite ringförmige Wand 32 jeweils einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius um eine Drehachse 34. Die erste ringförmige Wand 30 und die zweite ringförmige Wand 32 bilden eine Vertiefung 28 zwischen ihnen. Die erste ringförmige Wand 30 bildet auch die Umfangswand eines Stifts 36, um den sich das Lager 20 dreht, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Die erste ringförmige Wand 30 und die zweite ringförmige Wand 32 weisen jeweils eine Unterschneidung 38 bzw. 40 auf.
Die Unterschneidung 38 der ersten ringförmigen Wand 30 erstreckt sich radial zur Drehachse 34, und die Unterschneidung 40 der zweiten ringförmigen Wand 32 erstreckt sich radial weg von der Drehachse 34.
Das Lager 20 hat eine Gelenklagerfläche 42 zum Eingriff mit der Oberschenkelkomponente 14. Die Gelenklagerfläche 42 ist auf beiden Seiten eines Mittelvorsprungs 44 angeordnet. Jeder getrennte Abschnitt der Gelenklagerfläche 42 auf beiden Seiten des Vorsprungs 44 steht in Eingriff mit einem entsprechenden Kondyle (Gelenkfortsatz) der Oberschenkelkniekomponente 14, wobei der Mittelvorsprung 44 zwischen den Gelenkfortsätzen angeordnet ist.
Das Lager 20 hat eine Rückseite 46, die mit dem Schienbeinplateau 22 in Eingriff steht. Die Rückseite 46 ist im allgemeinen planar, um mit der entsprechenden im allgemeinen planaren Konfiguration des Schienbeinplateaus 22 zu entsprechen. Die Rückseite 46 bildet eine tragende Fläche mit dem Schienbeinplateau 22, das die Last weitergibt, die entweder vom Schienbeinplateau 22 oder von den Oberschenkelgelenkfortsätzen, die in Eingriff mit den Gelenklagerflächen 42 stehen, ausgeübt wird. Die Rückseite 46 ist so bemessen und konfiguriert, daß die Rückseite 46 im wesentlichen vollständig vom Schienbeinplateau 22 in jeder Position während der Drehbewegung zwischen dem Lager 20 und dem Schienbeinplateau 22 gestützt wird. Wie in 2 dargestellt, wird die Rückseite 46 des Lagers 20 vollständig vom Schienbeinplateau 22 gestützt, wenn das Lager in einer neutralen Position ist. Ebenso wird die Rückseite 46 im wesentlichen vollständig vom Schienbeinplateau 22 gestützt, wenn das Lager 20 in einer gedrehten Position (3) oder in einer Position dazwischen ist.
Bei einer herkömmlichen Schienbeinkniekomponente weist die Schienbeinschale eine Kerbe auf der hinteren Seite auf, so daß die Schienbeinschale im allgemeinen U-förmig ist, wenn man sie in proximal-distaler Richtung betrachtet. Außerdem kann das Lager um einen wesentlichen Betrag über die Schienbeinschale vorstehen, wenn das Lager an einer Drehgrenze ist. Dagegen weist das erfindungsgemäße Schienbeinplateau 22 keine Kerbe auf der hinteren Seite auf, und das Lager steht nicht um einen beliebigen angebrachten Betrag über das Schienbeinplateau vor, wenn es in einer neutralen oder gedrehten Position ist. Das Lager 20 wird also besser gestützt, und der Verschleiß zwischen der Rückseite 46 und dem Schienbeinplateau 22 wird reduziert.
Das Lager 20 weist auch einen ringförmigen Vorsprung 48 auf, der sich von der Rückseite 46 erstreckt und in die ringförmige Vertiefung 28 aufgenommen ist. Der ringförmige Vorsprung 48 und die ringförmige Vertiefung 28 ermöglichen eine Drehbewegung des Lagers 20 relativ zum Schienbeinplateau 22 um eine Drehachse 34. Um eine Relativbewegung zwischen dem Lager 20 und dem Schienbeinplateau 22 in einer Richtung im allgemeinen parallel zur Drehachse 34 zu verhindern, weist der Vorsprung 48 ein Paar sich radial erstreckende Flansche 50 auf, die sich in jeweils eine Unterschneidung 38, 40 einer ersten ringförmigen Wand 30 und einer zweiten ringförmigen Wand 32 erstrecken. Natürlich sind auch andere Typen von Verzahnungsanordnungen zwischen dem Lager 20 und dem Schienbeinplateau 22 möglich, die eine Drehbewegung zwischen ihnen erlauben, während sie eine Axialbewegung zwischen ihnen verhindert wird.
Die Breite der ringförmigen Vertiefung 28 zwischen der ersten ringförmigen Wand 30 und der zweiten ringförmigen Wand 32 sowie die Breite des entsprechenden ringförmigen Vorsprungs 48 ist so gewählt, daß der ringförmige Vorsprung 48 eine ausreichende Festigkeit hat, um eine Drehbewegung zwischen dem Lager 20 und dem Schienbeinplateau 22 zu ermöglichen. Die Breite sowie die Tiefe des ringförmigen Vorsprungs 48 können empirisch oder theoretisch gewählt werden und sind vom Material abhängig, aus dem das Lager 20 hergestellt ist. In der dargestellten Ausführungsform ist das Lager 20 aus Kunststoff (z. B. UHMWPE) hergestellt, und die Schienbeinschale 18 aus einem Metall (z. B. Kobalt-Chrom-Legierung) hergestellt.
Um die Schienbeinkniekomponente 10 zusammenzufügen, wird das Lager 20 am Schienbeinplateau 22 so angeordnet, daß sich ein Ende des ringförmigen Vorsprungs 48 in die ringförmige Vertiefung 28 erstreckt, wobei die Flansche 50 jeweils in den Unterschneidungen 38, 40 angeordnet werden. Das Lager 20 wird dann um die Drehachse 34 in eine gewählte Position ge dreht, z. B. die neutrale Position, die in 2 gezeigt ist, oder die gedrehte Position, die in 3 gezeigt ist. Die Schienbeinkniekomponente 10 kann in einem zusammengefügten Zustand in ein proximales Schienbein implantiert werden. Als Alternative kann die Schienbeinschale 18 in ein proximales Schienbein implantiert werden, woraufhin das Lager 20 mit der Schienbeinschale 18 auf die oben beschriebene Weise verkuppelt wird.
7 bis 12 stellen eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform der Schienbeinkniekomponente 60 dar, die in vielerlei Hinsicht der Schienbeinkniekomponente 10 entspricht, die in 1 bis 6 gezeigt ist. Der Hauptunterschied zwischen der Schienbeinkniekomponente 60 und der Schienbeinkniekomponente 10 ist die Abstandsbeziehung zwischen der ersten ringförmigen Wand 62 und der zweiten ringförmigen Wand 64 relativ zur Drehachse 66. Die erste ringförmige Wand 62 ist näher an der Drehachse 66, und die zweite ringförmige Wand 64 ist weiter weg von der Drehachse 66, so daß die Breite der ringförmigen Vertiefung 68 der Schienbeinschale 70 dazwischen größer ist als die Breite der ringförmigen Vertiefung 28 der Schienbeinschale 18. Demzufolge hat das Lager 72 einen ringförmigen Vorsprung 74, wobei eine Breite der ringförmigen Vertiefung 68 entspricht, die breiter ist als die Breite des ringförmigen Vorsprungs 48 des Lagers 20.
Obwohl die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführung beschrieben worden ist, kann die Erfindung ferner innerhalb des Schutzbereichs dieser Offenbarung modifiziert werden. Diese Anmeldung ist dazu bestimmt, alle Variationen, Verwendungen und Adaptionen der Erfindung unter Verwendung ihrer allgemeinen Prinzipien einzuschließen. Ferner ist diese Anmeldung dazu bestimmt, solche Abweichungen von der vorliegenden Offenbarung einzuschließen, die zur bekannten und üblichen fachmännischen Praxis gehören, die die Erfindung betrifft, und die in den Grenzen der beigefügten Ansprüche liegen.

Claims

Orthopädische Kniekomponente (10) zum Implantieren in ein proximales Schienbein (12), die aufweist: eine Schienbeinschale (18) mit einem sich distal erstreckenden Schaft (24) und einem proximalen Schienbeinplateau (22), wobei die Schienbeinschale aufweist: eine ringförmige Vertiefung (28), die sich in das Schienbeinplateau erstreckt, wobei die Vertiefung einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius um eine Drehachse (34) hat; und einen ringförmigen Vorsprung (48), der einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius um die Drehachse hat; und ein Lager (20), das von der Schienbeinschale getragen wird und eine Gelenklagerfläche (42) zum Eingriff mit einer Oberschenkelkomponente (14) aufweist, wobei das Lager einen passenden Teil der ringförmigen Vertiefung und dem ringförmigen Vorsprung (48) aufweist; dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefung durch eine erste ringförmige Wand (30) und eine zweite ringförmige Wand (32) gebildet wird, wobei jede der Wände im allgemeinen konzentrisch um die Drehachse (34) positioniert ist, zumindest eine der Wände eine Unterschneidung (38, 40) aufweist; der Vorsprung (48) einen sich radial erstreckenden Flansch (50) aufweist, der sich in die Unterschneidung erstreckt; und die Vertiefung und der Vorsprung eine Drehbewegung des Lagers relativ zu dem Schienbeinplateau um die Drehachse ermöglichen.
Orthopädische Kniekomponente nach Anspruch 1 zum Implantieren in ein proximales Schienbein, wobei die Komponente aufweist: eine Schienbeinschale mit einem sich distal erstreckenden Schaft, einem proximalen Schienbeinplateau und einer ringförmigen Vertiefung, die einen im wesentlichen konstanten Krümmungsradius um eine Drehachse (34) aufweist und sich in das Schienbeinplateau erstreckt; und ein Lager (20), das von der Schienbeinschale getragen wird und eine Gelenklagerfläche (42) zum Eingriff mit einer Oberschenkelkniekomponente (14) aufweist, wobei das Lager einen ringförmigen Vorsprung (48) hat, der sich in die Vertiefung erstreckt, wobei der Vorsprung und die Vertiefung eine Drehbewegung des Lagers relativ zum Schienbeinplateau um die Drehachse (34) ermöglichen.
Orthopädische Kniekomponente nach Anspruch 1 oder 2, die einen Stift (36) aufweist, der sich im allgemeinen orthogonal zu dem Schienbeinplateau erstreckt und eine Drehachse bildet.
Orthopädische Kniekomponente nach Anspruch 3, wobei der Stift die erste ringförmige Wand aufweist.
Orthopädische Kniekomponente nach Anspruch 1, wobei der Flansch und die entsprechende Unterschneidung eine Einrichtung zur Verhinderung der Bewegung des Lagers relativ zu dem Schienbeinplateau in einer Richtung im allgemeinen axial zu der Drehachse bilden.
Orthopädische Kniekomponente nach Anspruch 1, wobei die erste ringförmige Wand und die zweite ringförmige Wand eine Unterschneidung aufweisen und der Vorsprung zwei sich radial erstreckende Flansche aufweist, die sich jeweils in die entsprechende Unterschneidung erstrecken.