DE2539717A1

DE2539717A1 - Rotatable internal knee joint prosthesis - permits easy manipulation during implantation and simulates normal knee movement

Info

Publication number: DE2539717A1
Application number: DE19752539717
Authority: DE
Inventors: Wolfram Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-09-06
Filing date: 1975-09-06
Publication date: 1977-03-17

Abstract

A knee joint prosthesis allows bending in the direction of walking through at least 120 deg. from the extended position of the leg, and bidirectional rotation in a direction perpendicular to that of bendings. When the leg is extended, no rotation can occur, but when it is bent at 90 deg., rotation of 10-15 deg. is allowed, and is controlled by two guides and an intermediate sliding counter-member. Rotation is possible (a) symmetrically in both directions and proportionally to the angle of bending, (b) symmetrically in both directions and non-proportionally to the angle of bending, (c) symmetrically and proportionally, (d) asymmetrically and non-proportionally. A sliding shield may be connected releasably to the thigh portion as required.

Description

PhYSIOLOGISChE KNIEGELENKS-ROTATIONS-ENDOPROTHESE Beschreibung Zweck und Verwendungsgebiet Die Erfindung dient als Ersatz für ein menschliches Kniegelenk, dessen Funktionsfähigkeit z.B. PHYSIOLOGICAL KNEE ROTARY ENDOPROTHESIS Description Purpose and field of application The invention serves as a replacement for a human knee joint, its functionality e.g.

durch Unfall oder Krankheit derart vermindert wurde, daß konventionelle operative Eingriffe, wie Transplantationen oder medikamentöse Behandlungen nicht mehr den gewünschten Heilungserfolg erzielen. has been reduced to such an extent by accident or illness that conventional surgical interventions such as transplants or drug treatments are not achieve the desired healing success.

Insbesondere bei totales Verlust der Bewegungsfähigkeit des Kniegelenkes und auch als Alternative zu einer Versteifung des Gelenkes soll die obengenannte Erfindung zur Anwendung kommen. Especially with total loss of mobility of the knee joint and as an alternative to stiffening the joint, the above should be used Invention come to use.

Stand der Technik Eine Vielzahl von Kniegelenks-Prothesen sind bekannt und bereits im praktischen Einsatz. Es handelt sich dabei vorwiegend um solche Gelenke, die nur eine Beugebewegung um eine Achse zulassen.Background Art A variety of knee joint prostheses are known and already in practical use. These are mainly joints that which only allow a flexion movement around one axis.

Es werden jedeoch auch sogenannte Rotations-Endoprothesen in der Praxis erprobt. Diese erlauben eine Drehbewegung des Unterschenkels um eine Achse, die senkrecht zur Beuge-Achse steht. There are also so-called rotation endoprostheses in the Tried and tested in practice. These allow the lower leg to rotate around an axis, which is perpendicular to the flexion axis.

Bezüglich des Prothesen-Werkstoffes werden langjährige Erfahrungen, hauptsächlich an Hand des künstlichen Hüftgelenk-Ersatzes, mit mehr oder weniger Erfolg auch auf Kniegelenksprothesen übertragen. With regard to the prosthesis material, we have many years of experience, mainly on the basis of the artificial hip replacement, with more or less Success also transferred to knee joint prostheses.

Kritik des Standes der Technik : Alle nur um die Beuge-Achse drehbare Kniegelenksprothesen entsprechen nicht den Verhältnissen des natürlichen Kniegelenkes. Dies führt einerseits zu einer Beeinträchtigung der Bewegungsfähigkeit des Prothesen-Trägers und andererseits zu einer Überbeanspruchung der Prothese und insbesondere der Prothesenverankerung. Die häufige Folge davon sind Prothesen-Lockerungen und -Brüche.Criticism of the state of the art: All can only be rotated around the flexion axis Knee joint prostheses do not correspond to the proportions of the natural knee joint. On the one hand, this leads to an impairment of the mobility of the prosthesis wearer and on the other hand to an overstressing of the prosthesis and in particular the prosthesis anchoring. The frequent consequence of this is loosening and fracturing of the prosthesis.

Die bekannten Rotations-Prothesen weisen diese Nachteile nicht auf, sind jedoch bisher in der Herstellung zu teuer und in ihrer Funktion und Bauweise zu kompliziert. Dadurch wird das Einsetzen und Montieren bei der Operation erschwert und die Implantationszeit unnötig verlängert. Außerdem beeinflußt eine komplizierte Konstruktion erfahrungsgemäB die Funktionssicherheit und Lebensdauer ungünstig. The known rotation prostheses do not have these disadvantages, however, have so far been too expensive to manufacture and to function and design too complicated. This makes it difficult to insert and assemble during the operation and the implantation time is unnecessarily extended. It also affects a complicated one Experience has shown that the functional reliability and service life are unfavorable.

Daher werden z.Zt. solche Kniegelenks-Prothesen noch vorwiegend bei älteren Patienten (50-70 Jahre) eingesetzt. Therefore, currently such knee joint prostheses are still predominantly involved elderly patients (50-70 years).

Aufgabe : Die Aufgabe besteht nun darin, eine einfache, preisgünstige und funktionssichere Prothese zu entwikkeln, die den physiologischen Verhältnissen des natürlichen Kniegelenkes weitgehend entspricht.Task: The task now is to create a simple, inexpensive and to develop functionally reliable prostheses that meet the physiological conditions of the natural knee joint largely corresponds.

Durch die Einfachheit der Konstruktion soll vor allen eine leichte Handhabung bei der Implantation und eine höhere Lebensdauer der Prothese erzielt werden. Due to the simplicity of the construction, above all a light Handling during implantation and a longer service life of the prosthesis achieved will.

Lösung : Die llauptbestandteile und deren Abmessungen sind in den Zeichnungen 1 und II eines Ausführungsbeispiels dargestellt Es sind : Zeichnung 1 Abb. 1 : Fetmiraler Prothesenteil (Oberschenkel) mit Knochenverankerungsschaft (a), Naben (b) für die Lagerung der Beugeachse, Steuerkurven (c) für die Rotation des Unterschenkels um dessen Achse.Solution: The main components and their dimensions are in the Drawings 1 and II of an exemplary embodiment are shown 1 Fig. 1: Fetmiral prosthesis part (thigh) with bone anchoring shaft (a), hubs (b) for the storage of the flexion axis, control cams (c) for the rotation of the lower leg around its axis.

Abb. 2 : Tibialer Prothesenteil (Unterschenkel) mit Knochenverankerungssechaft (e), Ansatz (f) als Gleitkörper zwischen den Rotationssteuerkurven und zusätzlichem Verankerungsschaft (g) zur besseren Fixierung dieses Teils im Knochen (vor allem zur Aufnahme der Torsionskräfte!) Zeichnung II Abb. 3 : Gleitschild als Laufbahn für die Kniescheibe Abb. 4 : Gleitnabe als Aufnahme für die Beugeachse mit Zapfenansatz (h) als Rotationsachse für den Unterschenkel Abb. 5 : Beugeachse Bei dem Teil in Abb. 1, Zeichnung 1 sind vorgesehen: Die Symmetrieachse des fem«ralen Verankerungsschaftes ist um 60 bis 80 nach außen gegenüber der des Schienbeines geneigt. Außerdem wird durch einen Radius von ca. 500 mm vom Schaftanfang bis etws 2/3 zum Schaftende hin (von der Seite gesehen) dem anatomischen Bau des Oberschenkelknochens weiter entsprechen. Fig. 2: Tibial part of the prosthesis (lower leg) with bone anchoring shaft (e), approach (f) as a sliding body between the rotation control cams and additional Anchoring shaft (g) for better fixation of this part in the bone (especially to absorb the torsional forces!) Drawing II Fig. 3: Slide shield as a raceway for the kneecap Fig. 4: Sliding hub as a receptacle for the flexion axis with pin attachment (h) as the axis of rotation for the lower leg Fig. 5: Axis of flexion for the part in Fig. 1, drawing 1 are provided: The symmetry axis of the fem «ral anchoring shaft is inclined 60 to 80 outwards from that of the shin. Also will by a radius of approx. 500 mm from the beginning of the shaft to about 2/3 towards the end of the shaft (viewed from the side) continue to correspond to the anatomical structure of the thigh bone.

Bis zum Schaftende ist der Verlauf dann tangential.The course is then tangential up to the end of the shaft.

Der Querschnitt hat eine Doppel-T oder eine Kreuz-Form und ist damit biegesteif aber etwas torsionselastisch.The cross section has a double T or a cross shape and is therefore Rigid but somewhat torsionally elastic.

Der Verankerungsschaft (e) Abb. 2, Zeichnung II hat denselben Querschnitt wie (a) Abb. 1, Zeichn. 1 ist jedoch in der Dimensionierung kleiner. Der zusätzliche Verankerungsansatz (g) kann auch nur stift- oder nagelförmig ausgebildet sein. Zur Aufnahme eines stoßdämpfenden Materials als Anschlag gegen Uberstreckung des Kniegelenkes wird eine entsprechende Nut oder Vertiefung (n) Abb. 2, Zeichn.I ausgespart.The anchoring shaft (e) Fig. 2, drawing II has the same cross-section as (a) Fig. 1, drawing. 1, however, is smaller in size. The additional Anchoring attachment (g) can also only be designed in the shape of a pin or nail. To the Incorporation of a shock-absorbing material as a stop against overstretching the knee joint a corresponding groove or recess (s) Fig. 2, drawing I.

Zur Fixierung der Beugeachse, Abb. 5, Zeichnung II gegen axiale Verschiebung und Drehung dient ein Preßsitz in einer der beiden Naben (b) aus Abb. 1, Zeichnung 1.To fix the flexion axis, Fig. 5, Drawing II against axial displacement and rotation is a press fit in one of the two hubs (b) from Fig. 1, drawing 1.

Zu; Montage bzw. Demontage dieser Achse wird eine schraubzwingenähnliche Vorrichtung verwendet.To; The assembly or disassembly of this axis is similar to a screw clamp Device used.

Claims

1.) Knee joint rotation endoprosthesis as a replacement for a functionally impaired one human knee joint, it is not shown that it is both a bending movement in the direction of the step, as well as a turning movement of the lower leg around its axis. The flexion movement takes place around a correspondingly supported one Axis and can be angled from the extended position 0 of the leg by at least 120 will.

Around the pin attachment (h) Fig. 4, drawing II the lower leg perform a rotational movement perpendicular to the flexion movement and in both directions. The angle of rotation of this rotational movement depends on the angle of flexion; If the leg is stretched, no rotation in the knee joint is possible, if the leg is bent 900 The knee, on the other hand, can be rotated from 100 to 150 in both directions of rotation. The angle of rotation is controlled by the two guides (c), Fig. 1, Drawing 1 and a counterpart sliding between them (f), Fig. 2, Drawing 1.

The guide can be designed so that the rotational movement a) symmetrical in both directions of rotation and proportional to the flexion angle, b) symmetrical in both directions of rotation and not proportional to the flexion angle, c) asymmetrical and poportional, d) asymmetrical and not proportional er as well it is possible to increase the angle of rotation only within a certain viewing angle, e.g. between 200 and 600 flexion.

The sliding shield (d), fig. 3, drawing. II can with the femyral part (Thigh prosthesis part) can be detached and therefore connected as required.

2.) Knee joint rotation prosthesis according to claim 1.), d a -d u r c h e k e n n n n z e i n e t that the function of the flexion and the simultaneous possible rotational movement through one of the constructions of drawings. III, drawing. IV, drawing V, drawing VI or drawing VII is realized.