DE2405755A1 - Fussgelenk-endoprothese - Google Patents

Fussgelenk-endoprothese

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DE2405755A1 DE19742405755 DE2405755A DE2405755A1 DE 2405755 A1 DE2405755 A1 DE 2405755A1 DE 19742405755 DE19742405755 DE 19742405755 DE 2405755 A DE2405755 A DE 2405755A DE 2405755 A1 DE2405755 A1 DE 2405755A1
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Michael Alexander Reyk Freeman
Geoffrey Edward Kempson
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Description

PATEINTANAVAtT
. ing. K. HOLZEE AUGSBURG
PHILIPPINE-WELS EB-S3DBAS8SI 1«
ΤΪΙΕΡΟ», »1*75
N.226
Augsburg, den 6. Februar
National Research Development Corporation, Kingsgate House, 66-74 Victoria Street, London S9W,!, England
Fußgelenkendoprothese
Die Erfindung betrifft eine Fußgelenk-Endoprothese.
Obwohl bereits für eine Anzahl verschiedener Gelenke Endoprothesen vorgeschlagen worden sind, ist bisher noch keine Fußgelenk-Endoprothese bekannte Vielmehr wird bei der gegenwärtig üblichen Behandlung, falls die natürliche Gelenkfunktion des
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Fußgelenkes nicht mehr herstellbar ist, ein Zusammenwachsen des Gelenkes herbeigeführt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, zwecks Verbesserung dieser Situation eine Fußgelenkendoprothese vorzuschlagen, welche eine ähnliche gelenkige Beweglichkeit wie das natürliche Gelenk ermöglicht.
Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Fußgelenk-Endoprothese vor, welche durch eine Schienbeinkomponente, deren Gelenkfläche einen konkaven Rotationsflächenabschnitt darstellt, und die rückseitig für die Befestigung am Schienbein ausgebildet ist, und durch eine Sprungbeinkomponente gekennzeichnet ist, deren Gelenkfläche einen zur Gelenkfläche der Schienbeinkomponente im wesentlichen komplementären, konvexen Rotationsflächenabschnitt darstellt, und die rückseitig für die Befestigung am Sprungbein ausgebildet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Gelenkflächen zylindrisch und die Rückflächen der beiden Gelenkkomponenten weisen zur Befestigung am jeweils entsprechenden Knochen ein flaches Profil auf. Dazu ist eine geeignete Aushöhlung des Schienbeinknochens und des Sprungbeinknochens erforderlich. Die Schienbeinkomponente wird so in den Schienbeinknochen eingesetzt, daß die Längsachse dieser Komponente
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zwischen dem mittleren Schienbeinknöchel und dem seitlichen Wadenbeinknöchel verläuft, und die Sprungbeinkomponente wird in entsprechender Ausrichtung in den Sprungbeinknochen eingesetzt. Die Anordnung der beiden Gelenkkomponenten und der zugehörigen Knochen bilden eine verzapfungsähnliche Konstruktion, die derjenigen des natürlichen Gelenkes ähnlich ist und auch eine ähnliche Gelenkfunktion ausübt«, Die Gelenkkomponenten sind unter Verwendung von Acrylzement oder einer gleichwertigen Füllmasse in der genannten Weise am jeweils zugehörigen Knochen befestigt, wobei die Befestigung durch Verzahnung der flachen Profile der Rückflächen der Gelenkkomponenten mit dem Zement verbessert wirde
Einige bevorzugte Ausführtingformen der Erfindung werden nachstehend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben, Es zeigen:
Die Pig, 1, 2 und 3 die Schienbeinkomponente einer
erfindungsgemäßen Endoprothese in Draufsicht, Seitenansicht und Stirnansicht,
die Pige 4, 5 und 6 die zugehörige Sprungbeinkompo-
nente in Draufsicht, Seitenansicht und Stirnansicht,
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die Pig, 7, 8 und 9 die ochienbeinkomponente einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht, Seitenansicht und Stirnansicht,
die Fig. 10, 11 und die zur letzteren Ausfuhrungsform 12 gehörende Sprungbeinkomponente
in Draufsicht, Seitenansicht und Stirnansieht„
Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Schienbeinkomponente ist allgemein mit 10 bezeichnet und weist einen als quadratische Platte 11 ausgebildeten Hauptkörper mit einer konkaven Hauptfläche 12 auf, welch letztere eine zylindrische Gelenkfläche darstellt, deren Längsachse parallel zu zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Platte 11 verläuft. Die andere Hauptfläche 13 der Platte 11 ist mit einer ebenfalls quadratischen iiilfsplatte 14 versehen, deren Kantenlänge halb so groß wie die Kantenlänge der Platte 11 ist, und die in der Mitte der Platte 11 angeordnet ist und unterschnittene Seitenflächen aufweist.
Die in den Fig, 4 bis 6 dargestellte zugehörige Sprungbeinkomponente ist allgemein mit 20 bezeichnet und ist hinsichtlich der meisten Einzelheiten im wesentlichen gleich wie die Schienbeinkomponente ausgebildet. Sie besteht aus
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einer Hauptplatte 21, deren eine Hauptfläche 22 eine als Zylinderflächenabschnitt ausgebildete Gelenkfläche darstellt, und deren andere Hauptfläche 23 eine mit der Platte 21 einstückig ausgebildete, unterschnittene Hilfsplatte 24 aufweistβ Ein wesentlicher Unterschied gegenüber der Schienbeinlcomponente besteht jedoch darin, daß die Gelenkfläche konvex ausgebildet ist und daher zur Gelenkfläche der Schienbeinkomponente komplementär ist«
Ein weiterer Unterschied zwischen den beiden Gelenkkomponenten liegt darin, daß die Schienbeinkomponente vorzugsweise aus Metall, beispielsweise einem geeigneten rostfreien Stahl, und die Sprungbeinkomponente aus Kunststoff besteht, beispielsweise einem Polyäthylen hoher Dichte, Eine solche Werkstoffauswahl ist wegen der niedrigen Reibungseigenschaf ten einer Metall-Kunststoff-Werkstoffpaarung vorteilhaft, wobei das verschleißärmere Metall für die konkav geformte Schienbeinkomponente Verwendung findet, so daß diese Komponente nicht wegen dem alleinigen Zweck der Herstellung einer ausreichend großen Dicke übermäßig tief in den Knochen eindringen muß«
Die Befestigung der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Gelenkkomponenten erfolgt in der eingangs dargelegten Weise, wobei die hinterschnittenen Hilfsplatten 14 und 24 jeweils
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das für diesen Zweck vorgesehene flache Profil bilden.
Es ist noch zu bemerken, daß die Gelenkflächen 12 und der beiden Gelenkkomponenten selbstverständlich gleiche jirümmungsradien aufweisen sollen und in Umfangsrichtung jeweils vorzugsweise eine solche Ausdehnung aufweisen, daß eine gegenseitige gelenkige Beweglichkeit innerhalb eines Winkelbereiches möglich ist, der im gleichen Größenbereich wie derjenige des natürlichen Gelenks liegt, nämlich im Bereich von 50 bis 70°β Bei einem Versuchsexemplar der eben beschriebenen Ausführungsform wiesen die beiden Hauptplatten und 21 jeweils eine Kantenlänge von etwa 25 mm auf und der Krümmungsradius der Gelenkflächen 12 und 22 betrug etwa 21 mm.
Bei der in den Fig. 7 bis 12 dargestellten weiteren Ausführungsform ist die Schienbeinkomponente allgemein mit bezeichnet und weist eine Hauptplatte 31 auf, deren eine Hauptfläche eine zylinderabschnittförmige, konkave Gelenkfläche 32 darstellt, welche parallel zu zwei einander gegenüberliegenden Seiten der Platte 31 verläuft, und deren andere Hauptfläche 33 mit einem verhältnismäßig flachen Profil versehen ist. Diese Schienbeinkomponente ist mit Ausnahme der Ausbildung des Profils der in den Pig, I bis 3 dargestellten Komponente gleich. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Profil einen von der Fläche 33 abstehenden Flächenvorsprung 3^
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auf, der am Rand der Fläche 33 in der Mitte einer zur Axialrichtung der Fläche 32 parallelen Kante angeordnet ist. Außerdem sind vier Bohrungen 35 vorgesehen, welche die Platte 31 im Bereich der Ecken der Fläche 33 teilweise durchsetzene
Die zugehörige Sprungbeinkomponente ist allgemein mit 40 bezeichnet und weist einen als rechteckige Platte 41 ausgebildeten Hauptkörper auf, dessen eine Hauptfläche eine zylinderflachenabschnittformige konvexe Gelenkfläche 42 bildet, die parallel zu den beiden kürzeren Seiten des Körpers 4l verläuft, und deren andere Hauptfläche 43 mit einem verhältnismäßig flachen Profil versehen iste Der Krümmungsradius der Fläche 42 ist gleich dem Krümmungsradius der Fläche 32, so daß diese beiden Gelenkflächen zwecks gegenseitiger gelenkiger Beweglichkeit um eine gemeinsame Schwenkachse herum zueinander komplementär sind. Diese Anordnung ist der zuerst beschriebenen Ausführungsform ähnlich. Ein Unterschied zur zuerst beschriebenen Ausführungsform liegt jedoch darin, daß die Platte 31 quadratisch und die Platte 4l rechteckig ist. Die Gelenkfläche 42 der Platte 4l weist daher zwar die gleiche Axialausdehnung wie die Gelenkfläche 32 der Platte 31, in Umfangsrichtung jedoch eine größere Ausdehnung als die Gelenkfläche 32 auf. Diese größere Ausdehnung in Umfangsrichtung ermöglicht eine gelenkige Bewegung zwischen den beiden Gelenkkomponenten über den erforderlichen Winkelbereich, wobei die gesamte Gelenkfläche 32 mit der Gelenk-
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fläche 42 in Zusammenwirkung bleibt. Das ist insofern vorteilhaft, als die wirksame Gelenkfläche während der gesamten Gelenkbewegung im wesentlichen konstant bleibt und daher die Gelenkkraft verteilt und der Verschleiß vermindert wird. Gleichzeitig wird nunmehr vorzugsweise die Sprungbeinkomponente aus Metall und die Schienbexnkomponente aus Kunststoff hergestellt, wodurch keine freiliegenden Metallkanten an der Gelenkbewegung beteiligt sind, was zur Verminderung möglichen Verschleißes und auch des Schmerzrisikos wünschenswert ist, wenn sich eine Metallkante beweglich und unmittelbar gegen einen Knochen abstützt»
Das flache Profil der Sprungbeinkomponente 40 weist einen Plächenvorsprung 44 auf, der in der Mitte und etwas einwärts von einer zur Gelenkflächenachse parallelen Kante der Platte 4l von deren Fläche 43 absteht. Außerdem dringen zwei Bohrungen 44 teilweise an den aus Fig» IO ersichtlichen Stellen in die Platte 4l ein.
Bei der Operation zur Einpflanzung der Endoprothese findet in der Praxis vorzugsweise eine Schablone und ein Bohrer Anwendung, um Bohrungen an den vorbereiteten Knochenstellen vorzunehmen, wobei die Lagen dieser Bohrungen mit den Lagen der Flächenvorsprünge 34 und 44 und der Bohrungen J35 und 45 übereinstimmen.
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Auf die vorbereiteten Knochenstellen wird dann Zement aufgebracht und die Gelenkkomponenten werden mit ihren FlächenvorSprüngen 34 und 44 in die entsprechenden Knochenbohrungen eingesetzt, wodurch die Komponenten positioniert werden und Zement auch in die übrigen einander gegenüberstehenden Bohrungen in den Komponenten und den Knochen eintritt. Durch dieses Verfahren werden Zementsäulen hergestellt, die sich in die Gelenkkomponenten und in die zugehörigen Knochen hineinerstrecken»
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern kann auch in anderer Form verwirklicht werden. Beispielsweise brauchen die Gelenkflächen nicht unbedingt zylindrisch zu sein, sondern können jeweils auch in Axialrichtung zueinander komplementäre Krümmungen aufweisen, um die Seitenstabilität der Prothese zu verbessern. Es können auch andere Profilformen Anwendung finden.
Eine andere Abwandlungsmöglichkeit ergibt sich aus der obigen Erörterung des möglichen Schmerzrisikos, Dieses Risiko kann auftreten, wenn eine unmittelbare Berührung zwischen einem Knochen und einer dazu relativ beweglichen Komponente auftritt, insbesondere, wenn die betreffende Komponente aus Metall besteht und wenn der Knochen beschädigt ist, was der
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Fall sein kann, wenn ein Knöchel in einem Fußgelenk eine Prothese erforderlich macht. Es kann daher zweckmäßig sein, zumindest eine Knöchelkomponente vorzusehen, welche als Puffer-zwischen der Sprungbeinkomponente und einem oder beiden Knöcheln dient. Es können daher zwei gesonderte Knöchelkomponenten für die gesonderte Befestigung an den betreffenden Knöcheln oder auch nur eine derartige Komponente vorgesehen sein. In Abwandlung dazu können diese Komponenten als mit der aus Kunststoff bestehenden Schienbeinkomponente einstückige Fortsätze ausgebildet sein, welche je nach der betreffenden Situation abgeschnitten oder nicht abgeschnitten werden können.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    ( Iy Fußgelenkendoprothese, gekennzeichnet durch eine Schienbeinkomponente (1Oj 30), deren Gelenkfläche (12; 32) einen konkaven Rotationsflächenabschnitt darstellt, und die rückseitig (bei 13 bzw« 33) für die Befestigung am Schienbein ausgebildet ist, und durch eine Sprungbeinkomponente (20; 40), deren Gelenkfläche (22; 42) einen zur Gelenkfläche der Schienbeinkomponente im xtfesentlichen komplementären, konvexen Rotationsflächenabschnitt darstellt, und die rückseitig (bei 23 bzw« 43) für die Befestigung am Sprungbein ausgebildet ist,
    2, Prothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenkflächen (12, 22; 32, 42) der beiden Gelenkkomponenten (10, 20; 30, 40) im wesentlichen zylindrisch.sind,
    3» Prothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Gelenkfläche (42) der Sprungbeinkomponente (40) in Richtung ihrer Krümmung eine größere Ausdehnung als die konkave Gelenkfläche (32) der Schienbeinkomponente (30) aufweist (Fig, 9 und 12)β
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    4, Prothese nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schienbeinkomponente (30) aus Kunststoff und die Sprungbeinkomponente (40) aus Metall besteht,
    5, Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gelenkkomponenten (10, 2Oj 30, 40) jeweils etwa die Form einer Platte haben, deren eine Hauptfläche die betreffende Gelenkfläche (12 bzw, 22; 32 bzw, 42) darstellt und deren andere Hauptfläche (13 bzw, 23; 33 bzw. 43) zwecks Befestigung am betreffenden Knochen mit einem verhältnismäßig flachen Profil (14 bzw, 24; 34, 35 bzw, 44, 45) versehen ist,
    6, Prothese nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Platte (31 bzw, 4l) im wesentlichen rechteckig ist und daß zwei Seiten dieser Platte parallel zur Achse der betreffenden Gelenkfläche (32 bzw, 42) verlaufen (Fig, bis 12),
    7, Prothese nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Profil mindestens einen von der genannten anderen Hauptfläche (33 bzw, 43) abstehenden Flächenvorsprung (34 bzw, 44) und mindestens eine Vertiefung (35 bzw, 45) in dieser Hauptfläche aufweist (Fig, 7 bis. 12),
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    8, Prothese nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Profil eine von der genannten anderen Hauptfläche (13 bzw, 23) abstehende Hilfsplatte (14 bzw, 24) aufweist, welche eine ähnliche Form wie die genannte, die betreffende Gelenkkomponente (10 bzw, 20) darstellende Platte (11 bzw, 21) besitzt, jedoch kleiner als diese ist und unterschnittene Seitenflächen hat,
    9, Prothese nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens eine Knöchelkomponente, die zwischen dem einen axialen Ende der konvexen Gelenkfläche der Sprungbeinkomponente und dem mittleren Schienbeinknöchel oder dem seitlichen Wadenbeinknöchel befestigbar ist.
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DE19742405755 1973-02-09 1974-02-07 Fussgelenk-endoprothese Withdrawn DE2405755A1 (de)

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