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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Oberschenkelknochen-Bauteil,
das dazu bestimmt ist, mit einem Tibiaplateau zusammenzuwirken,
ggf. mit Zwischenfügung
eines Schienbein-Einsatzes oder Meniskus, der auf das Tibiaplateau
aufgebracht wird, sowie eine Knieprothese, die ein Oberschenkelknochen-Bauteil
dieser Art aufweist.
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Die
aus dem Stand der Technik bekannten Oberschenkelknochen-Bauteile
weisen eine Trochlea und mindestens eine, vorzugsweise zwei, Kondyle
auf, wobei eine Trochlea-Bahn von der Trochlea in der Außenfläche des
Bauteils definiert wird, und wobei eine Einheit von ebenen inneren
Flächen,
die dazu bestimmt sind, mit entsprechenden resezierten Flächen des
distalen Endes eines Oberschenkelknochens in Kontakt zu kommen,
in der Innenfläche
des Bauteils definiert sind, wobei die ebenen inneren Flächen miteinander
innere Kanten definieren.
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Wenn
man Schienbeinprothesen der oben erwähnten Art einsetzt, und insbesondere,
wenn man ein Oberschenkelknochen-Bauteil von der oben erwähnten Art
am distalen Ende eines Oberschenkelknochens einsetzen möchte, führt man
zunächst
das durch, was ein Schnitt oder eine Resektion des Endes des Oberschenkelknochens
genannt wird. Diese Resektion wird allgemein so durchgeführt, dass
das Ende des Oberschenkelknochens mehrere durch Kanten voneinander
getrennte Flächen
aufweist. Eine der Flächen
ist im Wesentlichen senkrecht zur Achse des Oberschenkelknochens,
während
die anderen Flächen
bezüglich
dieser einen Fläche
geneigt sind.
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Zum
Einsetzen der Prothese wird das Schienbein ebenfalls entlang einer Fläche am proximalen
Ende des Schienbeins reseziert, die im Wesentlichen senkrecht zur
Längsachse
des Schienbeins ist.
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Für eine gegebene
Knieprothese definiert man die mediale Seite und die laterale Seite
dieser Prothese. Die medial-laterale Ebene ist die Ebene parallel
zur Achse des Schienbeins und weist ebenfalls die Achse des anderen
Schienbeins auf. Bezüglich
einer gegebenen Prothese ist die mediale Seite dann die Seite der
Prothese, die sich auf der Seite der anderen Prothese oder des anderen
gesunden Knies des Patienten befindet, und die laterale Seite ist
die Seite, die sich auf der Außenseite
des Patienten befindet.
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Wenn
man das Schienbein gemäß einem wie
oben definierten, so genannten neutralen Schnitt schneidet, d.h.
unter Bildung einer ebenen Fläche senkrecht
zur Achse des Schienbeins, entnimmt man mehr Knochenmaterial aus
dem oberen lateralen Bereich des Schienbeins als aus dem oberen
medialen Bereich des Schienbeins. Dagegen entnimmt der neutrale
Schnitt des Oberschenkelknochens die gleiche Menge an Knochenmaterial
vom medialen und vom lateralen Kondyl. Folglich stellt man vor dem Einsetzen
und dem Herstellen der Prothese fest, das es zwischen dem resezierten
Schienbein und dem resezierten Oberschenkelknochen kein Parallelogramm
sondern ein trapezförmiges
Volumen gibt, wobei der Abstand des Schienbeins zum Oberschenkelknochen
senkrecht zur resezierten Schienbeinfläche auf der lateralen Seite
größer ist
als der gleiche Abstand auf der medialen Seite.
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Das
Vorhandensein dieses trapezförmigen Raums
ist nicht wünschenswert.
Es kann sich nämlich
in einem zu stark gespannten medialen Kollateralband oder einem
zu losen lateralen Kollateralband äußern. Um diesen trapezförmigen Raum
zu vermeiden, hat man folglich beim Einsetzen des Oberschenkelknochens
vorgesehen, eine externe Drehung des Oberschenkelknochens durchzuführen. Durch
Drehen des Oberschenkelknochens entnimmt man mehr Knochenmaterial
im medialen Bereich als im lateralen Bereich, und man erzeugt einen
rechteckigen Raum. Die Durchführung
dieser externen Drehung des Oberschenkelknochens, und insbesondere
die Durchführung
eines Schnitts derart, dass mehr mediales Knochenmaterial als laterales
Knochenmaterial abgeschnitten wird, hat aber die folgenden Nachteile:
- 1) Wenn der Oberschenkelknochen extern gedreht
wird, wird zunächst
die proximale Trochlea-Bahn lateral verschoben, während die
Rille distal zur medialen Seite zurückgebracht wird. Wenn das Knie
bei eingesetzter Prothese gebeugt wird, durchquert so die Trochlea
die Mittellinie und verschiebt sich medial. Die "Medialisierung" der Trochlea-Bahn kann ein Faktor sein,
der zu einer schlechten Positionierung der Trochlea bei ihrer Bewegung
führt,
was sich in Schmerzen, einem Bruch, einer Erschlaffung oder einer
Abnutzung äußern kann.
- 2) Wenn der Oberschenkelknochen extern gedreht wird, ist es
außerdem
sinnvoll, auch das Schienbein extern zu drehen, um den Oberschenkelknochen
und das Schienbein in der gestreckten Position des Knies in Flucht
zu bringen. Das kann dazu führen,
dass die Basisplatte der Schienbeinprothese sich über den
Knochen hinaus erstreckt, so dass der Chirurg, um dieses zu vermeiden,
ein kleineres Schienbein-Bauteil vorsehen muss. Wenn eine kleinere
Schienbeinprothese verwendet wird, ist die allgemeine Abdeckung
des Knochens verringert, was auch nicht gut ist.
- 3) Außerdem
müssen
die Oberschenkelknochen-Bauteile des Schienbeins über einen
ganzen Verschiebebereich in Drehung in Flucht gebracht werden, um
die Abnutzung des Polyethylens des Einsatzes zu reduzieren, der
sich zwischen ihnen befindet. Wenn die beiden Bauteile des Oberschenkelknochens
und des Schienbeins extern gedreht werden, wird die Kontaktzone
zwischen dem Oberschenkelknochen und dem Schienbein in Dehnung maximal,
wird aber nach und nach reduziert, wenn das Knie sich beugt, das
heißt,
die Kongruenz wird weniger gut. Wenn das Schienbein-Bauteil gemäß einer
neutralen Drehung mit dem Oberschenkelknochen-Bauteil angeordnet
wird, das selbst extern gedreht wird, ist die Kongruenz in der Biegung
klein, aber in der Dehnung groß.
Daraus folgt, dass der Kontaktbereich in der Biegung maximal, aber
in der Dehnung reduziert wird. Es folgt also aus den obigen Anmerkungen,
dass unabhängig
von der Ausrichtung des Schienbein-Bauteils, wenn der Oberschenkelknochen
extern gedreht wird, die Kongruenz nicht im ganzen Biegebereich
beibehalten werden kann. Dies wird ein sehr wichtiger Faktor oder
Parameter bei Kniegelenk-Konstruktionen mit
starker Bemuskelung.
- 4) Die Durchführung
einer externen Drehung des Oberschenkelknochens entnimmt mehr Knochenmaterial
auf der vorderen lateralen Seite und erhöht die Wahrscheinlichkeit der
Bildung einer Kerbe. Dies kann den Oberschenkelknochen für einen
Bruch empfänglich
machen, was unerwünscht
ist.
- 5) Schließlich
kann eine unsachgemäße Entnahme
von Knochenmaterial des vorderen medialen Oberschenkelknochens einen
Zwischenraum zwischen dem Implantat und dem Knochen erzeugen und
die gute Lage des Implantats gefährden.
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Unter
den Prothesen des Stands der Technik ist insbesondere diejenige
bekannt, die im deutschen Gebrauchsmuster Nr. G 8911095.1 im Namen
von Miehlke beschrieben ist. Bei dieser Prothese sind die Kanten
der Käfige
in ihrem distalsten Bereich zur zu den Kondylen tangentialen Ebene
parallel, und die Trochlea-Bahn ist hier bezüglich der Senkrechten zu dieser
tangentialen Ebene (oder Bezugsebene, die von den Kondylen definiert
wird, wenn sie auf einer waagrechten Ebene aufliegen) "geneigt".
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Es
ist ebenfalls die Prothese bekannt, die im amerikanischen Patent
Ries Nr. 5.824.105 beschrieben ist. Die Kanten sind hier ebenfalls
zur zu den Kondylen tangentialen Ebene in ihrem distalsten Bereich
parallel, und die Trochlea-Bahn
ist senkrecht zu dieser Ebene, wobei ein abgeschrägter Einsatz
zwischen dem Tibiaplateau und den Kondylen angeordnet ist, um den
trapezförmigen
Raum der 1 so gut wie möglich füllen zu
können.
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Eine
andere Oberschenkelknochen-Prothese des Stands der Technik ist diejenige,
die im amerikanischen Patent Nr. 5.326.361 im Namen von Hollister
beschrieben ist. In dieser Druckschrift ist der Käfig (die
Kanten) bezüglich
der zu den Kondylen tangentialen Ebene (oder Bezugslinie) geneigt,
und die Trochlea-Bahn ist ebenfalls bezüglich der Senkrechten zur tangentialen
Ebene geneigt.
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Schließlich sieht
die in US-A-6.013.103 im Namen von Kaufman beschriebene Prothese
einen Käfig
parallel zur zu den Kondylen tangentialen Ebene und eine Trochlea-Bahn
vor, die bezüglich
zur Senkrechten zur tangentialen Ebene geneigt ist.
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Die
vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen
und schlägt insbesondere
ein neues Oberschenkelknochen-Bauteil
vor, das es ermöglicht,
ohne dass der Oberschenkelknochen bei seiner Resektion extern gedreht
werden muss, trotzdem das mit der neutralen Resektion des Schienbeins
verbundene Problem zu lösen,
d.h. das Vorhandensein eines trapezförmigen Zwischenraums zwischen
dem resezierten Schienbein und dem resezierten Oberschenkelknochen.
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Aufgrund
der Erfindung müssen
die mit der externen Drehung des Oberschenkelknochens verbundenen
Probleme nicht mehr ertragen werden, da diese nicht mehr durchzuführen ist,
und gleichzeitig hat das zur Prothese kollaterale Band keine variable Spannung
mehr zwischen der medialen Seite und der lateralen Seite der Prothese.
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Erfindungsgemäß ist ein
Oberschenkelknochen-Bauteil einer Knieprothese mit einem Trochleabereich
und mindestens einem, vorzugsweise zwei, Kondylen, wobei eine Trochlea-Bahn
im Trochleabereich in der Außenfläche des
Bauteils definiert ist, und mit einer Einheit von inneren eben Flächen, die dazu
bestimmt sind, mit entsprechenden resezierten Flächen des distalen Endes eines
Oberschenkelknochens in Kontakt zu kommen, die einen offenen inneren
Käfig in
der Innenfläche
des Bauteils definieren, wobei die inneren ebenen Flächen miteinander
innere Kanten definieren, wobei die Kondyle eine Bezugslinie definieren,
wenn sie auf eine waagrechte Ebene aufgebracht werden, die der Kontaktlinie
mit dieser Ebene entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass die senkrechte
Projektion der Trochlea-Bahn in der medial-lateralen Ebene senkrecht
zur Bezugslinie ist, und die Kanten in der orthogonalen Projektion auf
die medial-laterale Ebene um einen Neigungswinkel ungleich Null
bezüglich
der Bezugslinie geneigt sind.
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Indem
man so vorsieht, die inneren Flächen des
Oberschenkelknochen-Bauteils
bezüglich
der Schienbeinebene, auf der die Kondyle aufliegen werden, zu "neigen", d.h. die Käfige zu
neigen, kann man den trapezförmigen
Raum perfekt füllen
und somit die gleiche Spannung auf beiden Seiten der Prothese für die zur
Prothese kollateralen Bänder
erhalten, ohne hierzu eine externe Drehung des Oberschenkelknochen-Bauteils
durchführen
zu müssen,
die sonst große
Nachteile haben würde.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist der offene innere Käfig fünf ebene Flächen auf.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung haben die Kondyle außen
eine Kugelform.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung entspricht der Neigungswinkel dem Winkel, um den der Oberschenkelknochen
im Fall der so genannten Methode der externen Drehung des Oberschenkelknochens
gedreht werden muss, so dass diese Methode nicht mehr notwendig
ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Paar von wie oben
erwähnten
Oberschenkelknochen-Bauteilen, d.h. ein linkes Oberschenkelknochen-Bauteil
und ein rechtes Oberschenkelknochen-Bauteil, wobei der Neigungswinkel
im Fall der linken Prothese im Uhrzeigersinn und für die rechte Prothese
im umgekehrten Uhrzeigersinn berechnet wird.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Totalprothese des
Knies, die ein wie oben beschriebenes Bauteil aufweist, das mit
einem Tibiaplateau zusammenwirkt, ggf. mit Zwischenfügung eines
Meniskus oder Schienbein-Einsatzes, insbesondere aus Polyethylen.
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In
den Zeichnungen, die nur als Beispiel dienen, ist eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dargestellt.
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1 ist
eine Ansicht eines Knies, bei dem eine Resektion des Oberschenkelknochens
und eine Resektion des Schienbeins durchgeführt wurden, in der gebeugten
Stellung des Knies und ohne externe Drehung des Oberschenkelknochens.
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2 ist
eine Ansicht gleich der der 1, bei der
der Oberschenkelknochen aber eine externe Drehung erfahren hat.
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3 ist
eine Seitenansicht eines Oberschenkelknochen-Bauteils gemäß der Erfindung,
gesehen rechts von der Prothese der 4.
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4 ist
eine Ansicht in der medial-lateralen Ebene des Bauteils der 3 im
Fall einer linken Prothese, und
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5 ist
eine Ansicht in der medial-lateralen Ebene der Prothese der 3 im
Fall einer rechten Prothese.
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In 3 weist
das Oberschenkelknochen-Bauteil 1 zwei Kondyle 2 und
eine Trochlea 3 auf. Die Trochlea 3 definiert
eine Trochlea-Bahn, von der man die Projektion 4 in der
Ebene der 4 sieht, die die medial-laterale
Ebene ist. Die Außenfläche der
Kondyle 2 hat in der Ebene der 3, die auch
die von vorne nach hinten reichende Ebene ist, eine Kreisform, und
gleiches gilt für
die Trochlea 3, wobei die Trochlea-Bahn 4 Kreisform
hat. Im Inneren des Oberschenkelknochen-Bauteils 1 sind
fünf ebene
Flachen 5, 6, 7, 8 und 9 definiert,
die einen offenen Hohlraum definieren. Diese fünf Flächen 5, 6, 7, 8, 9 werden
voneinander durch Kanten 15, 16, 17, 18 getrennt.
Von der Innenfläche 7 gehen
zwei Blöcke 19 und 20 aus,
auf denen der resezierte Oberschenkelknochen verankert werden soll.
Die Innenflächen 5, 6, 7, 8 und 9 entsprechen
in der Abmessung und der Neigung den im Oberschenkelknochen der 1 resezierten
Flächen.
In der medial-lateralen Ebene sind die Kanten, und insbesondere
die Kante 15, um α =
3° bezüglich der
Senkrechten 22 zur Projektion 4 senkrecht zur
Trochlea-Bahn in der Ebene der 4 (medial-laterale
Ebene) geneigt. Diese Neigung α ist in
Abhängigkeit
vom Oberschenkelknochen jeder Person variabel und kann im Allgemeinen
zwischen 1° und
10°, vorzugsweise
zwischen 2° und
5° liegen. Von
außen
sieht das erfindungsgemäße Oberschenkelknochen-Bauteil
genauso aus wie die Prothesen des Stands der Technik. Der innere
Käfig wurde
aber im Vergleich mit den Käfigen
des Stands der Technik gedreht geformt. Die Käfige des Stands der Technik waren "parallel" zur Prothese geformt,
während
jetzt dieser innere Käfig
mit einer leichten Neigung bezüglich
der Prothese geformt ist.
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4 stellt
eine linke Prothese in der Ebene parallel zur Schienbeinebene dar,
wobei der Winkel zwischen der Projektion in der medial-lateralen
Ebene der Trochlea-Bahn und der Senkrechten 23 in dieser
gleichen Ebene zur Projektion der Kante 15 weniger als
3° beträgt, wobei
die Drehung in der negativen trigonometrischen Richtung stattfindet.
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In 5 beträgt dieser
Winkel mehr als 3°, wobei
die Drehung gegen den Uhrzeigersinn stattfindet, das heißt in positiver
trigonometrischer Richtung. Es handelt sich also um eine Prothese
des rechten Beins.
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1 stellt
die Knochen des Oberschenkelknochen und des Schienbeins dar, wie
sie vor dem Einsetzen der Prothese reseziert wurden, wobei der Oberschenkelknochen
keiner externen Drehung unterzogen wurde. 2 stellt
die gleichen resezierten Knochen im von der Anwendung der vorliegenden Erfindung
unterschiedlichen Fall dar, bei dem der Oberschenkelknochen eine
externe Drehung erfahren hat.
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Die
Neigungswinkel der beiden Bauteile haben den gleichen Absolutwert.
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Die
Kontaktlinie der Kondyle mit einer waagrechten Fläche, auf
der sie angeordnet sind, ist die Bezugslinie. Die Senkrechte 22 zur
Projektion 4 senkrecht zur Trochlea-Bahn in der Ebene der 4 ist
ebenfalls die Bezugslinie 22.