DE19722389C2 - Modulares Knie-Arthrodeseimplantat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein modulares Knie-Arthrodeseimplantat. Dieses dient zur Versteifung des Kniegelenkes, wie es beispielsweise bei Schlottergelenken, schmerzhaften Gelenkreizungen infolge posttraumatischer Veränderungen, Entzündungen oder schweren Arthrosen zum Einsatz kommt.

Die Arthrodese ist in der Orthopädie seit langem bekannt. Wenn es aus verschiedenen Gründen nicht möglich ist, das erkrankte Gelenk durch ein künstliches Gelenk zu ersetzen, wird der Patient häufig so therapiert, daß das Gelenk versteift wird. Dies führt zwar dazu, daß er keinen physiologischen Bewegungsablauf am erkrankten Bein hat, jedoch mehr oder weniger schmerzfrei bei versteiftem Kniegelenk laufen kann.

Neben dem medizinischen Aspekt ist im Zuge des Gesundheitsreformgesetzes die Kostenreduzierung für Klinikverwaltungen in den Mittelpunkt des Interesses gerückt. So wird es als nicht sinnvoll erachtet, eine Vielzahl von Implantaten verschiedener Größen in den Kliniken auf Lager zu halten, da diese Vorgehensweise sehr viel Kapital bindet.

Ein modular aufgebautes Implantat zur Überbrückung größerer knöcherner Defekte im Bereich des Kniegelenkes ist im übrigen aus der DE 83 06 663 U1 bekannt. Bei diesem bekannten Implantat sind ein Femur- und ein Tibiaschaft als zwei starr miteinander verbindbare Schaftteile ausgebildet, von denen das erste auf einen konischen Zapfen am zweiten Teil steckbar ist. Im Vordergrund steht bei diesem Implantat die leichte Trennbarkeit der beiden Teile voneinander. Hierzu dient der erwähnte Konus als Verbindungselement.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Knie- Arthrodeseimplantat anzugeben, welches eine hinreichende Stabilität der Kniegelenkversteifung bietet, gleichwohl aber aufgrund eines modularen Aufbaus nur geringe Lagerhaltungskosten für die Kliniken verursacht.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Implantat gemäß dem Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Demgemäß ist ein modulares Knie Arthrodeseimplantat vorgesehen, welches einen Femurstielteil, mit dem ein Femurteil über eine konische Klemmverbindung koppelbar ist, sowie ein Tibiastielteil umfaßt, mit dem ein Tibiateil über eine konische Klemmverbindung koppelbar ist. Femurteil und Tibiateil sind dabei mittels einer Schwalbenschwanzverbindung miteinander starr verbindbar.

Das Implantat besteht also im wesentlichen aus vier Teilen, nämlich den beiden Stielteilen und den beiden Verbindungsteilen Tibiateil und Femurteil. Über die an sich bekannten konischen Klemmverbindungen lassen sich an die Standardstielteile patientenindividuell Femur- und Tibiateile unterschiedlicher Größe koppeln. Gegenwärtig sind fünf verschiedene Größen der Teile in Aussicht genommen, mit denen die ganze Bandbreite der notwendigen Größen abgedeckt werden kann.

Die Schwalbenschwanzverbindung zwischen Femurteil und Tibiateil ermöglicht eine hohe Kraftübertragung bei hinreichender Stabilität. Der Aufbau garantiert bei gegebener Modularität des Implantates eine hinreichende Versteifungsstabilität.

Die Versteifungsstabilität kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung noch dadurch erhöht werden, daß sich der im Querschnitt trapezförmige Ansatz der Schwalbenschwanzverbindung von ventral nach dorsal verjüngt und die Nut der Schwalbenschwanzverbindung entsprechend ausgebildet ist. Hierdurch tritt eine regelrechte Verkeilung zwischen dem Tibia- und dem Femurteil ein.

Prinzipiell ist es möglich, daß der im Querschnitt trapezförmige Ansatz der Schwalbenschwanzverbindung am Tibiateil angeformt ist und die Nut entsprechend im Femurteil. Bevorzugt wird jedoch aus Stabilitätsgrunden die Anordnung des Ansatzes am Femurteil und das Einlassen der Nut im Tibiateil.

Um eine leichte Beugestellung des versteiften Gelenkes zu erreichen, ist vorgesehen, daß die Auflageflächen des Tibiateils von dorsal nach ventral in richtung caudal geneigt sind in einem Winkel im Bereich von 5° bis 10°, besonders bevorzugt um 7°. Zusammen mit der sich von ventral nach dorsal verjüngenden Schwalbenschwanzverbindung führt die erwähnte Neigung zu einer Tendenz, daß das Femurteil nach unten in das Tibiateil gedrängt wird, wodurch sich die Verkeilung zwischen Femurteil und Tibiateil deutlich erhöht.

Um die Stabilität des Sitzes des Implantates nach der Implantation dauerhaft zu sichern, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, daß die dem Femur bzw. Tibia zuzuwendenden Anlageflächen des Femurteils bzw. des Tibiateils mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur versehen sind. In diese Raumnetzstruktur kann im Laufe der Zeit Knochenmaterial einwachsen und für eine stabile Sekundärfixation sorgen.

Dem gleichen Zweck dient eine vorteilhafte Weiterbildung des Tibiastielteils und des Femurstielteils, wenn diese zumindest abschnittsweise mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur versehen sind. Auch in diese Struktur können Knochentrapekel zur Langzeitfixation einwachsen.

Der Kostengesichtspunkt wird in vorteilhafter Weise noch stärker berücksichtigt, wenn gemäß einer weiteren Ausführungsform der Femurstielteil und der Tibiastielteil identisch aufgebaut sind, so daß dieses Stielteil sowohl als Femurstielteil, als auch als Tibiastielteil eingesetzt werden kann. Es bedarf mit dieser Ausführungsform keiner Lagerhaltung mehr von getrennten Stielen.

Hierfür ist es besonders bevorzugt, daß das Universalstielteil im oberen proximalen Abschnitt von dorsal nach ventral verlaufende Abflachungen aufweist. Dies ist vor dem Hintergrund zu sehen, daß die Markhöhle im Femur größer ist als bei der Tibia, so daß also der Universalstielteil eher an die Dimensionen der Markhöhle der Tibia angepaßt werden muß als an die Dimensionen im Femur. Wenn diese Abflachungen vorgesehen sind, weist der Stielteil im proximalen Abschnitt einen etwa ovalen Querschnitt auf. Auch bei dem Universalstielteil werden fünf verschiedene Größen in Aussicht genommen, um allen individuellen Größenunterschieden bei den Patienten gerecht werden zu können.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles gemäß der Zeichnungsfiguren näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht von ventral auf das implantierte Arthrodeseimplantat in situ,

Fig. 2 eine Ansicht von lateral auf das eingesetzte Implantat gemäß Fig. 1, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 verschiedene Ansichten des Femurteils, und zwar frontal (a), von lateral im Schnitt (b) und von caudal (c), und

Fig. 4 das Tibiateil des Implantates in verschiedenen Ansichten, und zwar frontal (a), von lateral (b) und von caudal (c).

Einen ersten Überblick verschafft die Fig. 1, welche von frontal schematisch das implantierte Arthrodeseimplantat im Femur 21 und in der Tibia 22 darstellt.

Im Femur 21 ist das Femurstielteil 1 nach Herstellung der geeigneten Resektionsflächen unter Entfernung des natürlichen Kniegelenkes eingebracht. Entsprechend ist in der Tibia 20 das Tibiastielteil 3 in die Tibia 20 gesetzt. Im jeweils proximalen Abschnitt weisen der Femurstielteil 1 und der Tibiastielteil 3 eine dreidimensionale, offenmaschigen Raumnetzstruktur 10 auf, in welche Knochentrapekel zu Langzeitfixation der Teile im natürlichen Knochen wachsen können. Mit dem Femurstielteil 1 ist mittels einer konischen Klemmverbindung 5 (Fig. 2) das Femurteil 2 verbunden. In entsprechender Weise mit dem Tibiastielteil 3 mittels konischer Verklemmung 5' das Tibiateil 4 verbunden. Die konischen Klemmverbindungen 5, 5' können vorteilhaft mit Spannschrauben stabilisiert werden. Dabei wird im Boden des Steckkonus des Femurteils 2 sowie des Tibiateils 4 eine Spannschraube in ein entsprechendes Gewinde in den Stielteilen 1 und 3 geschraubt (nicht dargestellt).

Die Verankerung des Tibiateils 4 auf der Resektionsfläche des Tibiaknochens kann durch zusätzliche Knochenschrauben 22 erhöht werden, die, das Tibiateil 4 durchgreifend, in den Tibiaknochen 20 geschraubt werden.

Die Lagestabilität des Femurteils 2 am Femur 21 dienen vorliegend Antirotationsflügel 23, welche tiefer in den Markraum greifen als die übrigen Teile des Femurteils 2.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß bei diesem Ausführungsbeispiel die Auflageflächen 9 des Tibiateils 4 geneigt sind, und zwar von dorsal nach ventral in Richtung caudal. Der Neigungswinkel ist mit α bezeichnet und liegt im Bereich von 5 bis 10°. Die Neigung um den Winkel α verleiht dem Arthrodeseimplantat die Eigenschaft, daß das Bein des Patienten mit dem Neigungswinkel leicht gebeugt versteift wird.

Angedeutet sind in Fig. 2 noch die Aufnahmebohrungen 24 und 25 für Spannschrauben (nicht dargestellt) im Femurteil 2 bzw. im Tibiateil 4. Die nicht dargestellten Spannschrauben werden mit Gewindebohrungen 26 und 27 im Femurstielteil 1 bzw. im Tibiastielteil 3 zur Erhöhung der Stabilität der konischen Klemmverbindungen 5, 5' geschraubt.

Fig. 3 zeigt nun verschiedene Ansichten des Femurteils 2, die folgend zusammen kurz erläutert werden. Deutlich erkennbar ist der Steckkonus 28 des Femurteils 2, welcher zur Herstellung der konischen Klemmverbindung 5 mit dem Femurstielteil 1 dient. Auf der Auflagefläche ist der im Querschnitt trapezförmige Ansatz 7 der Schwalbenschwanzverbindung 6 ausgebildet, und zwar so, daß er sich von ventral nach dorsal hin verjüngt, wie dies deutlich in der Ansicht c zum Ausdruck kommt. Die Unterseite des Femurteils 2, welche mit dem Femurknochen 21 in Verbindung kommt, weist eine offenmaschige dreidimensionale Raumnetzstruktur 11 zur Verwachsung mit dem Knochenmaterial auf. Eine Rotationsstabilität ist gewährleistet durch die Antirotationsflügel 23.

Die Ansicht b zeigt deutlich die Bohrung 24 im Steckkonus 28 zur Aufnahme einer nicht dargestellten Spannschraube zur Erhöhung der Sicherheit der Klemmverbindung 5.

Das Gegenstück zum Femurteil 2 ist das in Fig. 4 in verschiedenen Ansichten dargestellte Tibiateil 4. Auch hier ist deutlich erkennbar der Steckkonus 29 zur Herstellung der konischen Klemmverbindung 5' mit einer entsprechenden konischen Klemmhülse im Tibiastielteil 3. Die Unterseite des Tibiateils 4, d. h. also jene Fläche, die mit dem resezierten Tibiaknochen in Berührung kommt, ist mit einer offenmaschigen dreidimensionalen Raumnetzstruktur 11' versehen, in welche Knochenmaterial einwachsen kann.

In das Tibiateil 4 ist die sich von ventral nach dorsal verjüngende Nut 8 der Schwalbenschwanzverbindung 6 ausgebildet, und zwar so, daß zwischen dem trapezförmigen Ansatz 7 des Femurteils 2 und der Nut 8 des Tibiateils eine formschlüssige Verbindung entstehen kann.

Die Auflageflächen 9 des Tibiateils 4 für das Femurteil 2 ist von dorsal nach ventral nach oben (caudal) hin geneigt um einen Winkel α, der - wie ausgeführt - im Bereich von 5 bis 10° liegt. Der Winkel α bestimmt die Beugestellung des versteiften Knies des Patienten. Mit 25 ist die Durchbohrung im Tibiateil 4 bezeichnet, in welchen eine nicht dargestellte Spannschraube gesetzt wird, um mit einem Gewinde 27 (Fig. 2) im Tibiastielteil 3 verschraubt zu werden.

Die Bohrungen 30 in den Auflageflächen 9 dienen zur Hindurchführung von Knochenschrauben 22 (Fig. 1).

Claims (8)

1. Modulares Knie Arthrodeseimplantat, umfassend einen Femurstielteil (1), mit dem ein Femurteil (2) über eine konische Klemmverbindung (5) koppelbar ist, sowie ein Tibiastielteil (3), mit dem ein Tibiateil (4) über eine konische Klemmverbindung (5') koppelbar ist, bei der das Femurteil (2) und das Tibiateil (4) mittels einer Schwalbenschwanzverbindung (6) miteinander starr verbindbar sind.

2. Knie Arthrodeseimplantat nach Anspruch 1, bei dem der im Querschnitt trapezförmige Ansatz (7) der Schwalbenschwanzverbindung (6) am Femurteil (2) angeformt ist und die entsprechend ausgebildete Nut (8) im Tibiateil (4) eingelassen ist.

3. Knie-Arthrodeseimplantat nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Auflageflächen (9) des Tibiateils (4) von dorsal nach ventral in Richtung caudal geneigt sind in einem Winkel α im Bereich von 5° bis 10°.

4. Knie-Arthrodeseimplantat nach Anspruch 2 oder 3, bei dem sich der trapezförmige Ansatz (7) des Femurteils (2) von ventral nach dorsal verjüngt und die Nut (8) im Tibiateil (4) entsprechend ausgebildet ist.

5. Knie-Arthrodeseimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Femurstielteil (1) und der Tibiastielteil (3) identisch aufgebaut sind.

6. Knie-Arthrodeseimplantat nach Anspruch 5, bei dem sowohl der Femurstielteil (1), als auch der Tibiastielteil (4) von dorsal nach ventral verlaufende Abflachungen (12, 12') in ihren jeweiligen oberen Abschnitten (13, 13') aufweist.

7. Knie-Arthrodeseimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die dem Femur bzw. der Tibia zuzuwendenden Anlageflächen des Femurteils (2) bzw. Tibiateils (4) mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur (11, 11') versehen sind.

8. Knie-Arthrodeseimplantat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Femurstielteil (1) und der Tibiastielteil (3) zumindest abschnittsweise mit einer offenmaschigen, dreidimensionalen Raumnetzstruktur (10) versehen sind.