DE19516712A1

DE19516712A1 - Gelenkprothese

Info

Publication number: DE19516712A1
Application number: DE19516712A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-05-06
Filing date: 1995-05-06
Publication date: 1996-11-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Gelenkprothese, vorzugsweise für ein Fingergelenk, bestehend aus einem Drehgelenk, einem Schubgelenk und zwei Verankerungsstegen. Sie dient der Wiederherstellung der Handfunktion bei fortgeschrittenen krankhaften Veränderungen eines oder mehrerer Fingergelenke und ist insbesondere zum Einsatz beim typischen Handbefall des Rheumatikers geeignet. Dem bei der rheumatischen Erkrankung typischerweise auftretenden Vielgelenkbefall wird in besonderer Weise dadurch Rechnung getragen, daß die Versorgung mehrerer Gelenke an einem Finger ermöglicht wird, in dem eine Koppelung mehrerer Fingergelenkprothesen im Sinne eines Fingerrekonstruktionssystems möglich ist.

Die im Stand der Technik bekannten Prothesen sind mit verschiedenen Nachteilen behaftet. Beispielsweise können Prothesen mit nur einem Freiheitsgrad im Sinne eines Scharniergelenkes die Funktion des geschädigten Gelenkes nur mit eingeschränkten Bewegungsabläufen nachbilden, was den physiologischen Gegebenheiten nur ungenügend gerecht wird. Ferner kommt es hierdurch zu einer ungedämpften Kraftübertragung an der Grenzfläche zwischen Knochen und Prothesenkomponenten, was zur vorzeitigen Auslockerung führt. Weiterhin verursachen teilweise ungünstige Werkstoffpaarungen Komplikationen im Sinne einer sogen. Metallose, was den erwünschten Einheilungsprozeß verhindert oder aber sekundär zur Auslockerung des Implantates führt. Andere Prothesensysteme bestehen aus einer Silikonkautschuckmasse, die nur eine ungenügende Gelenkführung zulassen. Ferner kommt es hier durch Abrieb an der Knochenimplantatgrenze zu Fremdkörperreaktion mit Auflösung des Knochens. Andere bekannte Prothesen können nur mittels Knochenzement im Knochen verankert werden. Der Knochenzement unterliegt einem Alterungsprozeß, so daß es auch hier zwangsweise zu einer Lockerung des Implantates kommt. Dies führt zur Notwendigkeit der Entfernung des inliegenden Prothesenmateriales und des Knochenzementes. Hierbei kommt es im Regelfall zu einer erheblichen Schädigung der vorhandenen anatomischen Strukturen. Die Belastung des Implantatlagers mit Längskräften in den Fingergelenken führt zur Lockerung der Prothesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fingergelenkprothese anzugeben, die es gestattet, die natürliche Gelenkmechanik weitestgehend wiederherzustellen, wobei das Gelenk trotz einer Verbindung der beiden Prothesengelenkteile mit dem Markraum der Fingerknochen eine begrenzte Drehbewegung um mehrere Achsen und eine begrenzte Bewegung in Fingerlängsrichtung zuläßt, wobei trotz dieser Beweglichkeit die Verbindung der Gelenkpartner dermaßen gesichert ist, daß ein Entkoppeln des Drehgelenkes unmöglich ist. Durch Ankopplung weiterer Prothesenkomponenten ist die Versorgung mehrerer Gelenke möglich.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß für eine Fingergrundgelenkprothese die Verankerungsstege als profilierte Markraumstifte ausgebildet sind, an einem Markraumstift ein kugelkalottenförmiger Reiter und zentrisch dazu ein teilkugelförmiges Teil befestigt sind und daß an dem anderen Markraumstift eine geneigte Halbkugel befestigt ist, die einen schlitz- und einen kugelförmigen Hohlraum aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Fingermittelgelenkprothese sind die Markraumstifte über ein Gelenk verbunden, bei dem in einem zur Fingerlängsrichtung beugeseitig geneigten Halbzylinder oder einer Halbkugel im Mittelpunkt eine Achse bzw. Teilkugel eingelassen ist, die mittels eines Zapfens, welcher in einem Schlitz in dem Halbzylinder bzw. der Halbkugel gleitet, oder mittels zweier seitlicher Zapfen, mit einem Reiter verbunden ist, der auf der Halbkugel gleitet.

Die erfindungsgemäße Fingergelenkprothese weist insbesondere folgende Vorteile auf:

- Das System trägt dem bei der rheumatischen Erkrankung auftretendem Vielgelenkbefall Rechnung, indem es nicht nur die Versorgung mehrerer Gelenke an einem Finger ermöglicht, sondern auch eine Koppelung der Systemkomponenten zuläßt. Es verhindert außerdem das bei diesen Gelenken auftretende spontane Auslenken der Gelenke.
- Die einzelnen Gelenkkomponenten sind so gestaltet, daß sie die natürliche Gelenkmechanik weitestgehend wiederherstellen. Dies ermöglicht, daß der natürliche Kapselbandapparat in die Gelenkmechanik wieder reintegriert werden kann, um erneut gelenkstabilisierende Funktion zu übernehmen.
- Bei Reintegration des natürlichen Kapselbandapparates oder ersatzweise beim Ausbilden entsprechender Narbenzüge wirken nur geringere Kräfte auf die Prothesenkomponenten, so daß eine rasche Auslockerung mit Ausbrechen der Markraumstifte durch den Knochen, wie sie von dem im Stand der Technik bekannten starren Scharnieren her bekannt ist, unwahrscheinlich wird.
- Beim Versagen des Bandapparates wird die Beweglichkeit des Fingergrundgelenkes auf ein Ausmaß limitiert, welches eine sicher geführte Fingerbeweglichkeit zu läßt, so daß der geschädigte Bandapparat zusammen mit der sich ausbildenden Narbe später u. U. erneut die Kräfte aufnehmen kann.
- Die erfindungsgemäßen Prothesenkomponenten ermöglichen in der Prothese eine Teleskopbewegung, so daß die Zugkräfte nicht auf die Markraumstifte übertragen werden, diese aber gleichzeitig unbewegt zum Knochen Kontakt haben und somit Einheilen können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Figur I Eine Ausführungsform für eine Fingergrundgelenkskomponente.

Figur II Die Befestigung der Halbkugel mit einem druckknopfartigen Verbindungsteil an dem Markraumstift.

Figur III Eine Ausführungsform für eine Fingermittelgelenkskomponente.

Die in Figur I dargestellte Fingergrundgelenkskomponente besteht aus zwei Markraumstiften. Zur Verankerung im Markraum des Mittelhandknochens (1) und im Markraum des Fingergrundgliedes (2). Die Markraumstifte 1 und 2 sind aus rauhgestrahltem Titan gefertigt oder sind alternativ mit Hydroxylapatit beschichtet, was nachdem derzeitigen Stand ein bestmögliches knöchernes Einwachsen ermöglicht. Die zusätzlich längsgeriffelte Oberfläche dieser Markraumstifte 1 und 2 bewirkt eine Knochen- Implantatgrenzflächenvergrößerung zur Verbesserung des Einheilungsverhaltens und eine Vergrößerung der Haftreibung zur rotationsstabilen Markraumstiftverankerung. Außerdem wird durch die Riffelung ein leichteres Implantieren und im Komplikationsfall auch ein leichteres Explantieren ermöglicht.

Die Markraumstifte der Grundgelenkkomponenten können zur Erhöhung der Elastizität zur besseren Anpassung an die Elastizität des Knochens und zur Anpassung an den nicht ideal röhrenförmigen Markraum längsgeschlitzt sein. Der Markraumstift zur Verankerung im Mittelhandknochen hat in Annäherung an den natürlichen Markraum eine zylinderische Form und ist einfach oder kreuzweise geschlitzt. Er läuft gelenknah gemäß der inneren Knochenform in eine exzentrische konusförmige Erweiterung aus, welche zur besseren Verankerung mehrere Aussparungen zeigt. Der Markraumstift (2) zur Verankerung im Fingergrundglied (10) ist in Annäherung an die natürliche flachere Dreiecksform flachoval geformt und aus den o. g. Gründen längsgeschlitzt. Beide Markraumstifte haben eine zentrale Bohrung, ggf. mit Gewinde, welche ggf. den Anschluß weiterer Systemkomponenten ermöglicht.

Gelenknah enden beide Markraumstifte (1, 2) in Aufsitzplätzen (3, 4), welche ein Einsintern der Markraumstift 1 und 2 in die Markräume unter Stauchungsbelastung verhindern soll. Die Aufsitzplatten 3 und 4 sind exzentrisch ausgeformt und zeigen streckseitig eine tiefere und beugeseitig eine angedeutet flache, flatte Aussparung, um ein Scheuern der angrenzenden Sehnen an der jeweiligen Metallkante, insbesondere bei möglichen Knochendefekten zu verhindern.

Den unterschiedlichen Größen der natürlichen Fingergrundgelenke wird durch verschiedene Größen der Komponente Rechnung getragen.

Da die Fingergrundgelenkmechanik natürlicherweise dem eines Kugelgelenkes nahe kommt, besteht der bewegliche Anteil des künstlichen Fingergrundgelenkes aus einer in Relation zur Fingergelenksachse 45° nach beugeseitig geneigten - beispielsweise aus Polyaethylen bestehenden - Teilkugel 5. Hierdurch wird der Drehmittelpunkt der Fingergrundgelenkkomponente exzentrisch nach beugeseitig verlagert, was dem natürlichen gemittelten Gelenkdrehpunkt nahekommt, was sowohl ein Wiederanheilen des natürlichen Kapselbandapparates als auch eine bessere Streckkraft ermöglicht. In die Teilkugel 5 ist im Kugelmittelpunkt eine Kugel 7 eingelassen. Diese ist mittels eines Zapfens mit einem schalenförmigen Reiter 8 verbunden, welcher auf der Teilkugel 5 gleitet. Der schalenförmige Reiter 8 ist beuge- und streckseitig relativ scharfkantig, um aufwachsendes Narbengewebe abzuschieben. Die Teilkugel 5 ist dermaßen geschlitzt, daß der Zapfen sowohl in Beuge- und Streckbewegungen, in auf 15° begrenzte Seitführung und freier Rotation bewegt werden kann. Die Rotation wird durch einen zusätzlich vom schalenförmigen Reiter 8 in den Schlitz der Teilkugel 5 reichenden Stift oder aber durch längsovale Ausführung des Verbindungszapfens zwischen der Kugel 7 und dem Reiter 8 auf ca. 15° begrenzt.

Eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Gelenkprothese ermöglicht eine dem beim natürlichen Gelenk, insbesondere bei Lockerung der gelenkführenden Bänder, vorhandene Längsbeweglichkeit der zu verbindenden Fingerglieder. Dies wird dadurch erreicht, daß einer der Markraumstifte 1 und 2 mit dem Drehgelenk über ein zusätzlich angebrachtes Schubgelenk verbunden ist. In der dargestellten Ausführungsform wird dies durch einen Gleitführungsstift 9 erreicht, der sich in einer zugehörigen Buchse im Markraumstift des Mittelgelenkes bewegt. Dieser Gleitführungsstift ist zur Vermeidung von Rotationsbewegungen im Schubgelenk als Profilstift, beispielsweise als Sechskantstift (alternativ 3 -, 4 -, 5 - Kantstift) oder als ovalgeformter Profilstift gestaltet, der in einer im Markraumstift 1 oder 2 befestigten Buchse gleitet.

Durch den Kapselbandapparat wird die Beweglichkeit beim natürlichen Gelenk auf eine Überstreckfähigkeit von ca. 30°, eine Beugefähigkeit von ca. 100°, eine Seitführbarkeit von ca. 30° nach ellenseitig und ca. 10° nach speichenseitig und auf eine Rotation von ca. 10° eingeschränkt. Für den Alltagsgebrauch erscheint eine Beugefähigkeit von 90°, eine geringe Überstreckbarkeit, eine Rotationsfähigkeit von 10° und eine Seitneigung von jeweils 10° hinreichend. Dieser Bewegungsumfang wird durch die erfindungsgemäße Komponente gewährleistet und sogar etwas übertroffen. Hierdurch wird es möglich, daß die bei Rotation und Seitneigung des Fingers auftretenden Kräfte im wesentlichen auf den natürlichen, postoperativ etwas narbig geschrumpften Bandapparat übertragen werden können, da dieser nach narbiger Schrumpfung nur geringe Rotations- und Seitneigungsbewegungen zuläßt.

Figur II zeigt die erfindungsgemäße Befestigung der Teilkugel 5 mit einem druckknopfartigen Verbindungsteil 6 an den Markraumstift 1. Da die Prothese in Einzelteilen implantiert werden muß, ist ein Zusammenfügen der Einzelteile unter den räumlich beengten Verhältnissen des Operationssitus nach dem Implantieren der Einzelteile erforderlich. Dies wird durch das dargestellte druckknopfartige Verbindungsteil 6 ermöglicht.

Die Verbindung wird dadurch ermöglicht, daß das Polyaethylenteil eine schwalbenschwanzförmige Ausfräsung enthält und an dem Ende des Markraumstiftes ein schwalbenschwanzförmiges Gegenstück angebracht ist, an dem eine Fläche mit einem Radius versehen ist. Das Einrasten kann dabei von beugseitig nach streckseitig erfolgen. Zur weiteren Verstärkung der druckknopfartigen Verbindung können zusätzlich ein bis zwei Sicherungsschrauben 19 durch das Polyaethylenteil in das schwalbenschwanzförmige Gegenstück des Markraumes eingebracht werden. Zur Ermöglichung des Einschraubens unter den beengten Verhältnissen des Operationssitus ist die Ausrichtung der Sicherungsschrauben und des dazugehörigen Gewindes etwa in Richtung des Markraumstiftes 1 zu wählen.

Die in Figur III dargestellte Fingermittelgelenkprothese dient in Kombination mit den anzukoppelnden modularen Markraumstiften zur Versorgung von Fingergrundglied 10, Fingermittelglied 11 und Fingerendglied 12. Die bewegliche Fingergelenkkomponente ist gemäß der natürlichen Beweglichkeit als Gelenk ausgebildet, welches eine Drehbewegung um eine Achse ermöglicht. In einem um 45° zur Fingerlängsrichtung beugeseitig geneigten Halbzylinder ist im Mittelpunkt eine metallische Achse eingelassen, die mittels eines Zapfens, der in einem Schlitz des Halbzylinders 15 gleitet, oder mittels zweier Bügel seitlich der Halbzylinders mit einem Reiter verbunden, der auf dem Halbzylinder gleitet. Der Halbzylinder kann aus Polyaethylen, aus Keramik, aus einer beschichteten Titanlegierung oder aus anderen Materialen bestehen. Die Beuge-/ Streckbeweglichkeit ist zwischen voller Streckung und 90° Beugung möglich.

Der Markraumstift zur Verankerung im Grundglied besteht aus einer Hülse, die an die verbleibende Länge des Grundgliedes die nach Implantation des Markraumstiftes der Grundgelenkprothese verbleibt, angepaßt wird, und einem darin befestigten Zapfen 14, an dessen einem Ende das druckknopfartige Verbindungselement befestigt ist. Der Markraumstift endet in einer Abstützplatte, die ein Einsintern des Kunstgelenkes in das Grundglied verhindern soll. Sowohl für die bewegliche als auch für die unbewegliche Mittelgelenkkomponente stehen verlängerte Markraumstift 17 zur Verfügung, welche eine Überbrückung über das (operativ resezierte) Endgelenk bis in das Fingerendglied 12 ermöglichen.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung dient als unbewegliche Komponente zur Versteifung des Mittelgelenkes in einer funktionell günstigen Stellung von ca. 45°. Es handelt sich hierbei um ein im Knochen zu versenkendes 45°-Winkelstück, welches mittels eines dünnen Zapfens an den Markraumstift der Grundgelenkkomponente angeschlossen wird.

Eine gesonderte Fingerendgelenkkomponente ist nicht erforderlich. Hier ist die Versteifung des Gelenks durch einen verlängerten Markraumstift 17 der erfindungsgemäßen Mittelgelenkkomponenten vorgesehen.

Bezugszeichenliste

1, 2 Markraumstift
3, 4 Aufsitzplatte
5 Teilkugel
6 druckknopfartiges Verbindungsteil
7 kugelförmiges Teil
8 schalenförmiger Reiter
9 Gleitführungsstift
10 Fingergrundglied
11 Fingermittelglied
12 Fingerendglied
13 Hülse
14 Zapfen
15 Halbzylinder
16 Achse
17 verlängerter Markraumstift
18 Bügel
19 Sicherungsschraube.

Claims

1. Gelenkprothese, vorzugsweise für ein Fingergrundgelenk, bestehend aus einem Drehgelenk mit drei limitierten Freiheitsgraden, zwei Verankerungsstegen, dadurch gekennzeichnet, daß

- die Verankerungsstege als profilierte Markraumstifte (1, 2) ausgebildet sind und
- an einem Markraumstift (2) ein schalenförmiger Reiter (8) und zentrisch dazu eine Teilkugel (7) gefestigt sind und
- an dem Markraumstift (1) eine geneigte Teilkugel (5) befestigt ist, die einen Schlitz und einen kugelförmigen Hohlraum aufweist und
- der Rotationsmittelpunkt der Teilkugel (5) exzentrisch zur Längsachse des Markraumstiftes (1) nach beugeseitig versetzt ist.

2. Gelenkprothese nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die profilierten Markraumstifte (1, 2) längsgeriffelt sind.

3. Gelenkprothese nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gezeichnet, daß die profilierten Markraumstifte (1, 2) Längsbohrungen zum Anschluß weiterer Systemkomponenten aufweisen.

4. Gelenkprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Markraumstifte (1, 2) in Gelenknähe Aufsitzplatten (3, 4) mit Aussparungen für die angrenzenden Beuge- bzw. Strecksehnen angebracht sind.

5. Gelenkprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkugel (5) mit einem druckknopfartigen Verbindungsteil (6) am Markraumstift (1) gefestigt ist.

6. Gelenkprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Markraumstifte (1, 2) mit dem Drehgelenk über ein rotationsgesichertes Schubgelenk verbunden ist.

7. Gelenkprothese nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz in der geneigten Halbkugel (5) so ausgeführt ist, daß bei der Artikulation mit dem entsprechend ausgeformten Reiter und der entsprechend ausgeformten Teilkugel (7) und dem verbindenden Zapfen der Bewegungsbereich der beiden Gelenkanteile dem physiologischen Bewegungsbereich des Gelenkes entspricht.

8. Gelenkprothese, vorzugsweise für ein Fingermittelgelenk, das zwei Verankerungsstege enthält, dadurch gezeichnet, daß die Verankerungsstege über ein Gelenk verbunden sind, bei dem in einem zur Fingerlängsrichtung beugeseitig geneigten Halbzylinder (15) in der Zylinderlängsachse eine metallene Achse (16) eingelassen ist, die mittels zweier Bügel (18), welche seitlich des Halbzylinder gleiten, mit einem Reiter verbunden sind, der auf der Halbkugel gleitet.

9. Gelenkprothese nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Markraum des Fingergrundgelenkes (10) eine Hülse (13) einbringbar ist, in welcher ein Zapfen, der mit der Halbkugel verbunden ist, einbringbar ist, der eine feste Verbindung zum Markraumstift einer Fingergrundgelenkprothese zuläßt.

10. Gelenkprothese nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einem der beiden Markraumstifte in Gelenknähe eine Aufsitzplatte angebracht ist, die Aussparungen an der Beuge und Streckseite aufweist, um eine freies Gleiten der angrenzenden Sehnen zuzulassen.

11. Gelenkprothese nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der Verankerungsstege verlängerte Markraumstifte (17), welche eine Überbrückung über das Endgelenk bis in das Fingerglied (12) ermöglichen, angebracht sind.

12. Gelenkprothese, vorzugsweise für ein Fingermittelgelenk, daß zwei Verankerungsstege enthält, dadurch gekennzeichnet, daß ein im Knochen zu versenkendes 45°-Winkelstück mittels eines dünnen Zapfens an der Markraumstift der Grundgelenkkomponente angeschlossen ist.