DE69913254T2

DE69913254T2 - Drehbare und verschiebbare Gelenkprothese mit hinterer Stabilität

Info

Publication number: DE69913254T2
Application number: DE69913254T
Authority: DE
Inventors: Dennis P. Plainville Colleran; Justin Mansfield Dye
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 1998-07-08
Filing date: 1999-07-07
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2019-07-08
Also published as: US6080195A; EP0970667B1; JP4223146B2; EP0970667A1; DE69913254D1; JP2000051252A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Gelenkprothesen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Komponenten für Kniegelenke, die einen tibialen Führungseinsatz aufweisen, der gegenüber der tibialen Pfanne, auf welcher der Führungseinsatz montiert ist, drehbar und verschiebbar ist.
Eingriffe zum Gelenkersatz sind relativ üblich und ermöglichen es vielen Personen, über normale Körperfunktionen zu verfügen, die sonst nicht gegeben wären. Künstliche Gelenke bestehen normalerweise aus metallischen, keramischen und/oder Kunststoff-Komponenten, die an den bestehenden Knochen befestigt werden.
Der Kniegelenkersatz ist ein gut bekanntes chirurgisches Verfahren, bei dem ein erkranktes und/oder beschädigtes natürliches Kniegelenk durch ein prothetisches Kniegelenk ersetzt wird. Typische Knieprothesen umfassen eine femorale Komponente, eine Patellakomponente, eine tibiale Pfanne oder ein Plateau und einen tibialen Führungseinsatz. Die femorale Komponente umfaßt im allgemeinen ein Paar lateral zueinander beabstandeter Kondularabschnitte, deren distale Oberflächen mit den komplementären Kondularelementen gelenkig verbunden sind, welche in einem tibialen Führungseinsatz ausgebildet sind.
Typischerweise wird die tibiale Pfanne innerhalb der Tibia eines Patienten angebracht. Der tibiale Führungseinsatz, der üblicherweise aus Polyurethan hergestellt ist, das ein sehr hohes Molekulargewicht aufweist (UHMWPE), wird an die superiore Oberfläche der tibialen Pfanne angebracht. Während des täglichen Gebrauchs ist die Knieprothese und insbesondere der tibiale Führungseinsatz Belastungen und Beanspruchungen ausgesetzt. Diese Kräfte können zu einem Versatz oder zu einer Dislokation des Einsatzes gegenüber der tibialen Pfanne führen. Um diese Kräfte aufzunehmen und um das Risiko einer Dislokation zu verringern, wurden einige tibiale Komponenten für Knieprothesen konstruiert, um die Drehung des tibialen Führungseinsatzes gegenüber der proximalen oder superioren Oberfläche der tibialen Pfanne um die Längsachse der Prothese zu ermöglichen. Eine solche Drehung kann, wenn sie kontrolliert ist, den Kontaktbereich zwischen den femoralen Kondylen und dem tibialen Füh rungseinsatz über einen ganzen Bereich der Kniebewegung vergrößern, wodurch die Belastung des tibialen Führungseinsatzes verringert wird.
Einige Knieprothesen, welche die Drehung des tibialen Führungseinsatzes gestatten, erlauben ebenfalls eine Translation oder ein Zurückdrehen (roll back) des tibialen Führungseinsatzes in die anteriore-posteriore Richtung.
Oftmals wird ein Kompromiß zwischen der Lebensdauer einer Knieprothese und der Gesamtleistungsfähigkeit oder den kinematischen Eigenschaften der Prothese getroffen. Es war schwierig, sowohl die Lebensdauer als auch die kinematischen Eigenschaften zu optimieren. Drehbare Knieprothesen haben einige Vorteile. Jedoch kann sich bei einigen drehbaren Knieprothesen, welche die Translation des tibialen Führungseinsatzes in medial-laterale und anterior-posteriore Richtungen erlauben, ein gewisses Maß an anterior-posteriorer Instabilität ergeben. Dieses Problem ist in manchen Fällen durch eine posterior stabilisierte Prothese gelöst. Allerdings kann bei solchen Konstruktionen eine Bewegung des tibialen Führungseinsatzes in die anterior-posteriore Richtung oder ein Zurückdrehen eine unerwünscht hohe Belastung auf den Stabilisierungsstift der Prothese ausüben. Gelenkprothesen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sind aus dem Dokument WO-A-9208424 und aus dem Dokument WO-A-9624311 bekannt.
Trotz der Vorteile bestehender Ausführungen von Kniegelenkprothesen mit einer drehbaren Tibialkomponente gibt es immer noch einen Bedarf an Prothesen, welche die Belastung weiterhin verringern, ein optimales Zurückdrehen gestatten und optimalen Kontakt der tibialen und femoralen Komponenten beibehalten, um die Belastungen aufzunehmen, die auf das Knie ausgeübt werden.
ABRISS DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Gelenkprothesensystem, das erste und zweite tibiale Komponenten, einen separaten Stabilisierungsstift und eine femorale Komponente umfaßt. Die zweite tibiale Komponente kann sich gegenüber der ersten tibialen Komponente drehen und verschieben. Der Stabilisierungsstift und die femorale Komponente arbeiten zusammen, um ein Zurückdrehen der femoralen Komponente zu erzwingen, während das System ein enges Ineinandergreifen der femoralen und der tibialen Kondylen gewährleistet.
Eine erste tibiale Komponente hat eine superiore Befestigungsoberfläche und eine inferiore Knochenkontaktoberfläche. Die superiore Befestigungsoberfläche der ersten tibialen Komponente umfaßt einen Hohlraum, der durch innere Seitenwände und distale Wände definiert ist. Die zweite tibiale Komponente hat eine inferiore Oberfläche, die auf der superioren Oberfläche der ersten tibialen Komponente befestigt ist, eine superiore Gelenkoberfläche und eine Öffnung, die sich zwischen den inferioren und superioren Oberflächen erstreckt. Die zweite tibiale Komponente kann drehbar und verschiebbar auf der superioren Befestigungsoberfläche der ersten tibialen Komponente befestigt werden. Ferner ist der Stabilisierungsstift, der proximale und distale Enden aufweist, dafür geeignet, durch die Öffnung der zweiten tibialen Komponente eingefügt zu werden, und kann in den Hohlraum der ersten tibialen Komponente eingepaßt werden. Der Stift umfaßt einen proximalen Kopfabschnitt mit Oberflächen, die in einen Abschnitt der femoralen Komponente eingreifen. Das proximale Ende des Stabilisierungsstifts steht von der superioren Gelenkverbindungsoberfläche der zweiten Komponente hervor.
Die femorale Komponente des Systems hat eine erste Oberfläche, die an einem distalen Ende eines Femurs einen Patienten befestigbar ist, sowie eine zweite Gelenkoberfläche, die zwei aneinander angrenzende Kondylen umfaßt, welche mittels einer Zwischenoberfläche verbunden sind. Die Zwischenoberfläche umfaßt erste und zweite Eingreifoberflächen, die dazu vorgesehen sind, mit den superioren und posterioren Eingreifoberflächen des Stabilisierungsstifts einzurasten.
Das System kann auch ein Ringelement umfassen, das in die Öffnung der zweiten tibialen Komponente als eine Gelenkoberfläche zwischen der zweiten tibialen Komponente und dem Stabilisierungsstift eingepaßt werden kann.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Explosionsansicht des tibialen Abschnitts eines Kniegelenkprothesensystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten zusammengesetzten Komponenten;
3 ist eine Seitenansicht eines Kniegelenkprothesensystems gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Beugungswinkel von 0°;
4 ist eine Aufsicht auf das in 3 gezeigte Prothesensystem;
5A ist eine seitliche Schnittansicht an der Linie 5-5 der zusammengesetzten Komponenten des in 4 dargestellten Prothesensystems;
5B ist eine Detailansicht eines Abschnitts "A" von 5A;
6 ist eine seitliche Schnittansicht an der Linie 6-6 des Prothesensystems von 4;
7 ist eine Seitenansicht des Prothesensystems gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Beugungswinkel von ungefähr 90°;
8 ist eine Aufsicht auf das in 7 dargestellte Prothesensystem;
9 ist eine seitliche Schnittansicht an der Linie 9-9 des Prothesensystems von 8;
10 ist eine seitliche Schnittansicht an der Linie 10-10 des Prothesensystems von 8;
11 ist eine Aufsicht auf eine tibiale Führungseinsatzkomponente des Gelenkprothesensystems gemäß der vorliegenden Erfindung;
12 ist eine perspektivische Explosionsansicht einer anderen Ausführung der Kniegelenkprothese;
13 ist eine Aufsicht der in 12 dargestellten Kniegelenkprothese mit einem Beugungswinkel von ungefähr 0°;
14 ist eine seitliche Schnittansicht an der Linie 14-14 der zusammengesetzten Komponenten des in 13 dargestellten Prothesensystems;
15 ist eine Aufsicht der Ausführung von 12 bei einem Beugungswinkel von ungefähr 90°;
16 ist eine seitliche Schnittansicht des Prothesensystems an der Linie 16-16 von 15.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung sieht einen Aufbau für ein Kniegelenkprothesensystem 10 vor, welches das Drehen und Verschieben der tibialen Komponente gestattet und gleichzeitig eine bessere posteriore Stabilität bietet. Die Struktur des erfindungsgemäßen Prothesensystems kombiniert eine erhöhte Langlebigkeit mit verbesserten kinematischen Eigenschaften.
Gemäß den 1 und 2 umfaßt eine tibiale Komponente 11 des Gelenkprothesensystems 10 eine erste Komponente in Form einer tibialen Pfanne 14, einer zweiten Komponente in Form eines tibialen Führungseinsatzes 12 und eine dritte Komponente in Form eines getrennten Stabilisierungsstifts 22. Die Befestigung des tibialen Führungseinsatzes 12 an die tibiale Pfanne 14 ist derartig, daß der tibiale Führungseinsatz 12 bezüglich einer proximalen oder superioren Oberfläche 32 der tibialen Pfanne 14 drehbar und verschiebbar ist. Das System 10 umfaßt ferner eine vierte Komponente in Form einer femoralen Komponente 100, die in den 3–10 dargestellt ist.
Der tibiale Führungseinsatz 12 hat eine anteriore Seite 13, eine posteriore Seite 15, eine superiore Gelenkoberfläche 14 und eine inferiore Eingreifoberfläche 18. Die superiore Oberfläche 16 kann ein oder mehrere Kondylarelemente aufweisen, die geeignet sind, gelenkartig mit der (den) komplementären Kondyle(n) einer femoralen Komponente verbunden zu werden, wie in den 3–10 gezeigt ist. Insbesondere umfassen die Kondylarelemente laterale und mediale Kondylen 24, 26. Der tibiale Führungseinsatz 12 hat ferner eine Öffnung 50, die sich von der superioren Gelenkoberfläche 16 zu den inferioren Befestigungsoberfläche 18 durch diesen hindurch erstreckt. Die Öffnung 50 kann jede geeignete Form aufweisen, die das Verschieben und Drehen des tibialen Führungseinsatzes 12 gestattet. In einer Ausführung, die im weiteren anhand der 11 behandelt wird, ist die Öffnung 50 in der anterior-posterioren Richtung verlängert.
In einer exemplarischen Ausführung, die in den 5A und 5B gezeigt ist, ist zumindest eine Eingreifschulter 28 in der Öffnung 50 ausgebildet. Die Eingreifschulter 28 erstreckt sich in einem Bogen um den inneren Umfang der Öffnung 50. Die Schulter 28 kann in der Form eines durchgehenden Bogens sein oder kann die Form von zwei oder mehreren Bögen haben. Wie gezeigt, umfaßt die Schulter 28 eine proximale Deckoberfläche 29. Die Oberfläche 29 kann mit den inneren Wänden 30 die Öffnung 50 jeden frei wählbaren Winkel zwischen 42° und 90° haben. Jedoch erstreckt sich die Oberfläche 29 vorzugsweise mit einem Winkel von 90° von der inneren Wand 30.
Die inneren Wände 30 der Öffnung 50 definieren einen ersten Öffnungsbereich, der proximal zu der proximalen Deckoberfläche 29 angeordnet ist, und einen zweiten kleineren Öffnungsbereich, der distal zu der Oberfläche 29 angeordnet ist. Die erste Öffnung hat eine Abmessung (w) in medial-lateraler Richtung in einem Bereich zwischen 1,27 cm bis 2,032 cm (0,5 bis 0,8 inch) und vorzugsweise 1,561 cm (0,65 inch), sowie eine Abmessung (l) in anterior-posteriorer Richtung in einem Bereich zwischen 2,032 cm und 2,54 cm (0,8 bis 1,0 inch) und beträgt vorzugsweise 2,3495 cm (0,925 inch). Die zweite kleinere Öffnung hat eine Abmes sung (w') in medial-lateraler Richtung in einem Bereich zwischen 1,27 cm und 1,778 cm (0,5 bis 0,7 inch) und beträgt vorzugsweise 1,524 cm (0,6 inch), sowie eine Abmessung (l') in anterior-posteriorer Richtung in dem Bereich zwischen 1,778 und 2,286 cm (0,7 bis 0,9 inch) und vorzugsweise 2,032 cm (0,8 inch).
Wie weiterhin in den 5A und 5B dargestellt ist, sieht die Schulter 28 einen Platz für eine komplementäre distale Deckschulter 78 vor, die auf dem Stabilisierungsstift 22 ausgebildet ist. Das Eingreifen der Schultern 28 und 78 sichert die richtige Positionierung des Stifts 22 innerhalb der tibialen Pfanne 14 und des tibialen Führungseinsatzes 12.
Die tibiale Pfanne 14 umfaßt eine anteriore Seite 17, eine posteriore Seite 19, eine superiore Befestigungsoberfläche 32 und eine inferiore Knochenkontaktoberfläche 34. Die Knochenkontaktoberfläche 34 sieht einen ersten Abschnitt 36 vor, der einen Bereich der inferioren Knochenkontaktoberfläche 34 darstellt, welcher auf der proximalen Oberfläche eines resektierten Schienbeins (nicht gezeigt) befestigt ist. Ein zweiter Abschnitt 38 der Knochenkontaktoberfläche 34 erstreckt sich von dem ersten Abschnitt 36 und ist eingerichtet, sich in einen Hohlraum (nicht gezeigt) zu erstrecken, der innerhalb des Schienbeins eines Patienten ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der zweite Abschnitt 38 ein tibialer Verlängerungsschaft 39, der sich von dem ersten Abschnitt 36 erstreckt. Der tibiale Schaft 39 hat eine äußere Seite und distale Wände 40, 41. Die äußeren Seitenwände 40 des tibialen Schafts 39 können glatt sein oder sie können unregelmäßige Oberflächenmerkmale (nicht gezeigt) aufweisen, um die Knockenfixation zu verbessern.
Die superiore Oberfläche 32 der tibialen Pfanne 14 umfaßt eine Öffnung 72 (die jede geeignete Form haben kann, beispielsweise im wesentlichen kreisförmig), die mit einem Eingreifhohlraum 44 in Verbindung steht. In einer dargestellten Ausführung, die in 5A gezeigt ist, ist der Eingreifhohlraum ein blinder Hohlraum, der von den interioren Seitenwänden 45 definiert wird, welche sich in den tibialen Schaft hinein erstrecken. Der Eingreifhohlraum 44 endet in einer interioren Seitenwand 46, die im wesentlichen konusförmig ist oder die eine andere zur Aufnahme des Stabilisierungsstifts 22 geeignete Form aufweist.
Für den Fachmann ist es ersichtlich, daß die Abmessungen des Hohlraums 44 und des Stabilisierungsstifts 22 variieren können. In einer Ausführung hat der Hohlraum 44 einen Durchmesser, der sich von dem proximalen 51 zu dem distalen 53 Ende hin mit einem Winkel in einem Bereich zwischen 0° und 10° verjüngt. Der Durchmesser an dem proximalen Ende 51 liegt in einem Bereich zwischen 10 und 20 mm, und der Durchmesser an dem distalen Ende 53 liegt in einem Bereich zwischen 5 und 20 mm. Der Hohlraum 44 hat vorzugsweise eine Tiefe im Bereich zwischen 25 und 60 mm und ist so bemessen, daß er den Stabilisierungsstab 22 aufnehmen kann.
Der Stabilisierungsstab 22 umfaßt ein proximales Ende 92 und ein distales Ende 94. Das proximale Ende 92 des Stabilisierungsstiftes 22 umfaßt einen verlängerten Kopfabschnitt 60. Der Kopfabschnitt 60 umfaßt eine anteriore Oberfläche 68, eine posteriore Eingreifoberfläche 70 und eine superiore Eingreifoberfläche 76. Der distale Abschnitt des Kopfs 60 umfaßt die eingreifende Schulter 78.
Der Schaftabschnitt 61 des Stabilisierungsstifts 22 erstreckt sich distal von dem Kopfabschnitt 60. Der Schaftabschnitt 61 umfaßt einen proximalen Schaftabschnitt 62 und einen distalen Schaftabschnitt 64. In einer Ausführung hat der proximale Schaftabschnitt 62 einen im wesentlichen gleichmäßigen Durchmesser, der in einem Bereich zwischen 10 und 20 mm liegt. Der distale Schaftabschnitt 64 hat einen Durchmesser, der sich beginnend von ungefähr 10 bis 20 mm an der Schnittstelle 65 des proximalen und des distalen Schaftabschnitts bis ungefähr 5 bis 20 mm an dem distalen Ende 94 des Stabilisierungsstifts 22 distal verjüngt. Der distale Schaftabschnitt 64 verjüngt sich von der Schnittfläche 65 zu dem distalen Ende 94 mit einem Winkel im Bereich zwischen 0° und 10°. Die Abmessungen des Schaftabschnitts 61 des Stabilisierungsstifts 22 sind so, daß der Stabilisierungsstift 22 nicht entfernt werden kann, wenn er innerhalb des Hohlraums 44 der tibialen Pfanne 14 eingreift und zudem axial stabil ist.
Die Gesamtlänge des Stabilisierungsstifts 22, einschließlich des Kopfabschnitts 60, liegt in einem Bereich zwischen 40 mm und 80 mm. Die Länge des Schaftabschnitts 61 des Stifts 22 von der Eingreifschulter 78 bis zum distalen Ende 94 im allgemeinen in einem Bereich zwischen 20 mm und 60 mm.
Wie in den 5A und 5B dargestellt, umfaßt die inferiore Eingreifschulter 78 des Stabilisierungsstifts 22 eine distale Deckoberfläche 79 und eine vertikale Oberflächenwand 80. Die Eingreifschulter 78 ist gemäß den Abmessungen des Stifts 22 ausgebildet, wobei der proximale Schaftabschnitt 62 einen solchen Durchmesser aufweist, daß er bezüglich der superioren vertikalen Wand 80 des Kopfabschnitts hinterschnitten ist. Die distale Deckoberfläche 79 der Schulter 78 kann bezüglich der Wand 80 mit einem frei wählbaren Winkel zwischen 45° und 90° abgewinkelt sein. Jedoch sollte der Winkel der Oberfläche 80 komplementär zu der proximalen Deckoberfläche 29 innerhalb der Öffnung 50 des tibialen Führungseinsatzes 12 sein. Die Abmessungen, mit denen die Oberflächen 79 gegenüber dem proximalen Schaftabschnitt 62 hervorstehen, sollten ausreichend sein, um das Eingreifen mit der proximalen Deckoberfläche 29 innerhalb der Öffnung 50 des tibialen Führungseinsatzes zu gewährleisten und beizubehalten. Vorzugsweise liegt diese Abmessung zwischen 0,5 und 4 mm.
Wie in den 2–10 dargestellt ist, können der tibiale Führungseinsatz 12, die tibiale Pfanne 14 und der Stabilisierungsstift 22 zusammengefügt werden, um eine tibiale Komponente einer Kniegelenkprothese auszubilden. Der Schaftabschnitt 61 des Stabilisierungsstsifts 22 ist in der Öffnung 50 des tibialen Führungseinsatzes 12 so eingeführt, daß sich dieser in den Eingreifhohlraum 44 der tibialen Pfanne 14 hinein erstreckt. Typischerweise ist der sich verjüngende distale Schaftabschnitt 64 des Stabilisierungsstifts 22 in dem Hohlraum 44 der tibialen Pfanne 14 vorgesehen, und der proximale Schaftabschnitt 62 wird in der Öffnung 50 des tibialen Führungseinsatzes 12 umgriffen. Das Eingreifen des tibialen Führungseinsatzes 12, der tibialen Pfanne 14 und des Stabilisierungsstifts 22 ist so, daß der tibiale Führungseinsatz 12 unabhängig von der tibialen Pfanne 14 bleibt, und der stabilisierende Stift 22 ist so ausgeführt, daß er bezüglich dieser Komponenten drehbar ist.
Wie in der 11 gezeigt, ist die Öffnung 50 des tibialen Führungseinsatzes 12 in der anterior-posterioren Richtung verlängert. Die Abmessungen dieser Öffnung sind abhängig von der Leistungsfähigkeit und den Merkmalen veränderlich, die für eine vorgegebene Prothese erwünscht sind. Jedoch weist die Öffnung 50 im allgemeinen eine anterior-posteriore Abmessung auf, die, gemessen von dem anterioren Ende 226 bis zu dem posterioren Ende 228, ungefähr 2 bis 4 mm beträgt. Diese Abmessungen erlauben ungefähr 2 bis 6 mm Freiraum zwischen einem mittig positionierten Stift 22 und den anterioren und posterioren Endwänden 226, 228. Dementsprechend hat der tibiale Führungseinsatz 12 ungefähr 2 bis 6 mm Freiraum zwischen einer mittig angeordneten Position und den anterioren und posterioren Außenstellen, wobei die Bewegung wesentlichen in posteriorer Richtung erfolgt.
In einer Ausführung ist etwas Freiraum zwischen dem Stift 22 und den lateralen und medialen 222, 224 Seitenwänden der Öffnung 50 vorgesehen. Ein solcher Aufbau erlaubt in geringem Maße eine medial-laterale Bewegung des tibialen Führungseinsatzes 12 bezüglich der tibialen Pfanne 14. Im allgemeinen beträgt der Freiraum zwischen dem Stabilisierungsstift 22 und den medialen und lateralen Seitenwänden 222, 224 ungefähr 0,25 mm. Damit kann der tibiale Führungseinsatz 12 bis zu 0,25 mm in der medialen und lateralen Richtung bezüglich der tibialen Pfanne 14 bewegt werden.
Wie in der 2 gezeigt ist, ragt das proximale Ende 92 des Stabilisierungsstifts 22 von der superioren Gelenkoberfläche 16 des tibialen Führungseinsatzes 12 hervor, wenn die tibiale Komponente des Prothesensystems zusammengesetzt ist. Der Stabilisierungsstift 22 ist also bezüglich der tibialen Pfanne 14 drehbar. Diese Konfiguration erlaubt es dem Stabilisierungsstift 22, in die femorale Komponente 100 in der im weiteren beschriebenen Art und Weise eingreifen.
Gemäß den 3 bis 10 hat die femorale Komponente 100 eine anteriore Seite 136 und eine posteriore Seite 138 und umfaßt eine erste Oberfläche 116, die auf dem distalen Ende eines Schienbeins eines Patienten befestigbar ist, sowie eine zweite Gelenkoberfläche 118. Die Gelenkoberfläche 118 umfaßt angrenzende laterate 120 und mediale 122 Kondylen, die durch einen Zwischen- oder Interkondylarbereich 123 miteinander verbunden sind. Wie in den 2 bis 10 dargestellt ist, grenzen die lateralen und medialen Kondylen 120, 122 der femoralen Komponente 100 an die lateralen und medialen Kondylen 24, 26 des tibialen Führungseinsatzes 12 und können mit diesen gelenkartig verbunden sein. Die Kondylen 120, 122 der femoralen Komponente 100 und die Kondylen 24, 26 des tibialen Führungseinsatzes 12 sind so aufgebaut, daß sich eine relativ große Kontaktfläche ergibt, wenn die Kondylen der femoralen Komponente und die Kondylen des tibialen Führungseinsatzes aufeinander befestigt sind. In einer beispielhaften Ausführung hat jede Kondyle 120, 122 eine im allgemeinen ellipsoide Form und weist in der anterior-posterioren Richtung und in der medialen-lateralen Richtung eine gekrümmte, konvexe Form auf.
Wie in den 5A und 9 gezeigt ist, umfassen die Interkondylarbereiche 123 eine erste Eingreifoberfläche 140 und eine zweite Eingreifoberfläche 150. Die erste Eingreifoberfläche 140 ist in einer Winkellage orientiert, die komplementär zu der Winkellage der superioren Eingreifoberfläche 76 des Stabilisierungsstifts 22 ist. Die Oberfläche 140 erstreckt sich von der anterioren Seite 136 der femoralen Komponente 100 zur posterioren Seite 138 der femoralen Komponente 100 hin. Der posteriore Abschnitt der Oberfläche 140 trifft auf die zweite Eingreifoberfläche 150, die bei der posterioren Seite 138 der femoralen Komponente 100 ange ordnet ist. Die zweite Eingreifoberfläche 150 weist eine gekrümmte nockenähnliche Form auf, die im allgemeinen komplementär zu der gebogenen posterioren Eingreifoberfläche 70 des Stabilisierungsstifts 22 ist.
Die Bewegung der zweiten Eingreifoberfläche 150 der femoralen Komponente 100 gegenüber der gekrümmten posterioren Eingreifoberfläche des Stabilisierungsstifts 22 erzeugt eine posteriore Verschiebung der femoralen Komponente 100, die durch die Beugung (Drehung) der femoralen Komponente 100 verursacht wird. Die Form der zweiten Eingreifoberfläche 150 hängt von Faktoren ab, beispielsweise von dem femoralen anterior-posterioren Profil, von der Einsatztopographie und von der Ausbildung/Form der gebogenen posterioren Eingreifoberfläche 70. Während die posteriore Eingreifoberfläche 70 durch eine Krümmung mit einem einzigen Radius definiert ist, kann die zweite Eingreifoberfläche 150 mit zwei oder mehreren Radien ausgebildet sein. Indem die Form der zweiten Eingreifoberfläche 150 verändert wird, kann die Bewegung des Femurs während der Beugung und Bewegung des Knies verändert werden.
Wie in den 3 bis 6 gezeigt ist, stößt die erste Eingreifoberfläche 140 der femoralen Komponente 100 an die superiore Eingreifoberfläche 76 des Stabilisierungsstifts 22 oder berührt diese, wenn sich das Prothesensystem bei einer Beugung von ungefähr 0° befindet. In dieser Position ist der tibiale Führungseinsatz 12 gegenüber der tibialen Pfanne 14 an einer ersten, im allgemeinen zentrierten Position.
Wie in den 7 bis 10 gezeigt ist, stößt die zweite Eingreifoberfläche 150 der femoralen Komponente 100 an die posteriore Eingreifoberfläche 76 des Stabilisierungsstifts 22 oder berührt diese, wenn sich das Prothesensystem bei einer Beugung von 90° befindet. In dieser Position ist der tibiale Führungseinsatz gegenüber der tibialen Pfanne 14 an einer zweiten Position angeordnet. Aus der Betrachtung beispielsweise der 6 und 10 ergibt sich, daß sich der tibiale Führungseinsatz 12 eines Übergangs von einer Beugung mit 0° zu einer Beugung mit 90° posterior bewegt hat. Folglich wird ein optimales Zurückdrehen der femoralen Komponente bezüglich der tibialen Komponente erreicht, wodurch die Tibia eines Patienten während der Beugung des Knies anterior angeordnet ist. Dadurch wird die Effizienz des Quadrizepsmuskels für den Patienten in dieser Position durch die Anordnung der Tibia verbessert.
Eine weitere Ausführung des Kniegelenkprothesesystems ist in den 12 bis 16 dargestellt. In dieser Ausführung umfaßt das Prothesesystem einen tibialen Führungseinsatz 12, eine tibiale Pfanne 14, ein Hülsen- oder Ringelement 20 und getrennte Stabilisierungsstifte 22. Das Ringelement 20 ist geeignet, mit dem tibialen Führungseinsatz 12 zusammenzupassen und als Gelenkoberfläche zwischen dem tibialen Führungseinsatz 12 und dem Stabilisierungsstift 22 zu wirken, wenn sich der tibiale Führungseinsatz 12 verschiebt oder bewegt.
Das Ringelement 20 umfaßt einen Flanschabschnitt 21, der sich entlang eines Teils oder entlang des gesamten Umfangs des Ringelements 20 erstreckt. Der Flanschabschnitt 21 definiert eine Öffnung 25, die in der anterior-posterioren Richtung in gleicher Weise wie die Öffnung 50 des tibialen Führungseinsatzes 12 verlängert ist. Ein Seitenwandabschnitt 23 erstreckt sich distal von dem Flanschabschnitt 21 und ist so dimensioniert, daß er sich von der proximalen Deckoberfläche 29 zu der inferioren Eingriffsoberfläche 18 des tibialen Führungseinsatzes 12 erstreckt, wenn die Komponenten zusammengefügt sind.
Das Ringelement 20 kann aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt sein, die dem Fachmann bekannt sind. Geeignete Materialien passen zu dem Stabilisierungsstift 22 und weisen eine gute Beständigkeit gegen Verschleiß sowie eine geringe Reibung auf. Beispielsweise umfassen die Materialien Titan, Titanlegierungen, Kobalt-Chromlegierungen und Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht.
Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß der Stabilisierungsstift 22 auch aus einer Vielzahl von geeigneten Materialien hergestellt sein kann, einschließlich derer, aus denen das Ringelement 20 hergestellt sein kann.
Wie in den 14 und 16 gezeigt, ist das Ringelement 20 innerhalb der Öffnung 50 des tibialen Führungseinsatzes 12 angeordnet. Mit dieser Anordnung stößt der Flanschabschnitt 21 des Ringelements 20 an die eingreifende Schulter 28, um das Ringelement 20 gegenüber dem tibialen Führungselement 12 in seiner Lage zu sichern. Typischerweise ist der proximale Schaftabschnitt 62 des stabilisierenden Stifts 22 innerhalb einer inneren Umfangsseitenwand 27 des Ringelements 20 umschlossen, wenn das System zusammengesetzt ist. In dieser Konfiguration sitzt die distale Deckschulter 78, die auf dem Stabilisierungsstift 22 ausgebildet ist, auf dem Flanschabschnitt 21 des Ringelements 20 auf.
Dem Fachmann ist ersichtlich, daß kleinere Änderungen an der hier beschriebenen Ausführung durchgeführt werden können, ohne den Umfang der Ansprüche zu verlassen.

Claims

Gelenkprothesensystem, das umfaßt: eine erste Komponente (64) mit einer superioren Befestigungsoberfläche (32) und einer inferioren Knochenkontaktierungsoberfläche (34), wobei die superiore Befestigungsoberfläche einen Hohlraum aufweist, der durch Wände auf der inneren Seite und durch distale Wände definiert ist; eine zweite Komponente (12) mit einer sich durch diese erstreckenden Öffnung (50), die sich von einer superioren Gelenkverbindungsoberfläche (16) zu einer inferioren Eingreifoberfläche (18) erstreckt, wobei die inferiore Eingreifoberfläche der zweiten Komponente drehbar auf der superioren Befestigungsoberfläche der ersten Komponente befestigt werden kann; und einen davon getrennten Stabilisierungsstift (22) mit proximalem (92) und distalem (94) Ende, wobei der Stift durch die Öffnung der zweiten Komponente einführbar ist und in den Hohlraum der ersten Komponente eingreifen kann, so daß der Stabilisierungsstift, die erste Komponente und die zweite Komponente miteinander gesichert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das proximate Ende (92) des Stabilisierungsstifts von der superioren Gelenkverbindungsoberfläche (16) der zweiten Komponente (12) hervorsteht.
System nach Anspruch 1, wobei das proximale Ende des Stabilisierungsstifts einen Kopfteil mit einer superioren Eingreifoberfläche, einer inferioren eingreifenden Schulter, einer anterioren Oberfläche und einer posterioren Eingreifoberfläche umfaßt.
System nach Anspruch 2, wobei die inferiore eingreifende Schulter in eine komplementäre eingreifende Schulter eingreift, die in der Öffnung der zweiten Komponente ausgebildet ist.
System nach Anspruch 2, das weiterhin umfaßt: eine Femoralkomponente mit einer ersten Oberfläche, die an einem distalen Ende eines Oberschenkels eines Patienten befestigt werden kann, und einer zweiten Gelenkverbindungsoberfläche, welche zwei benachbarte semiparallele Kondylen umfaßt, die durch eine Zwischenoberfläche verbunden sind, wobei die Zwischenoberfläche einen ersten Eingreifabschnitt und einen zweiten Eingreifabschnitt umfaßt.
System nach Anspruch 4, wobei der erste Eingreifabschnitt in die superiore Eingreifoberfläche des Stabilisierungsstiftes eingreift, wenn das System sich in einer Vollstreckung von ungefähr 0° befindet, und wobei der zweite Eingreifabschnitt in die posteriore Eingreifoberfläche des Stabilisierungsstiftes eingreift, wenn das System einen Beugungswinkel von 70° bis 90° aufweist.
System nach Anspruch 4, wobei jeder Kondylus eine gebogene konvexe Form sowohl in einer anterior-posterioren Richtung als auch in einer medial-lateralen Richtung aufweist.
System nach Anspruch 1, wobei sich der Hohlraum der ersten Komponente von einem ersten Durchmesser an einem proximalen Ende zu einem zweiten Durchmesser an einem distalen Ende verjüngt.
System nach Anspruch 7, wobei der Hohlraum einen Durchmesser aufweist, der sich von dem proximalen zu dem distalen Ende des Hohlraums mit einem Winkel von ungefähr 0 bis 10° verjüngt.
System nach Anspruch 1, wobei der Stabilisierungsstift ein langgestrecktes Element umfaßt, das distal an dessen proximalen Ende angeordnet ist und eine Oberfläche zum Befestigen des Elementes aufweist, die innerhalb des Hohlraums der ersten Komponente befestigbar ist.
System nach Anspruch 8, wobei das langgestrecktes Element einen proximalen Abschnitt mit einem ersten gleichmäßigen Durchmesser und einen distalen Abschnitt mit einem Durchmesser aufweist, der sich distal verjüngt.
System nach Anspruch 1, wobei die Öffnung in der zweiten Komponente sich in einer anterior-posterioren Richtung verlängert.
System nach Anspruch 11, wobei die zweite Komponente in anterior-posteriorer Richtung um bis zu 2 bis 6 mm bezüglich der ersten Komponente beweglich ist.
System nach Anspruch 11, wobei die zweite Komponente in medial-lateraler Richtung bis zu ungefähr 0,25 mm bezüglich der ersten Komponente beweglich ist.
System nach Anspruch 11, das ferner ein Ringelement aufweist, das innerhalb der Öffnung der zweiten Komponente befestigt ist.
System nach Anspruch 14, wobei der Stabilisierungsstift in einen Flanschabschnitt eingreift, der auf dem Ringelement ausgebildet ist.
System nach Anspruch 1, wobei die erste Komponente eine tibiale Pfanne ist und die zweite Komponente ein tibialer Führungseinsatz ist.