DE202008004709U1

DE202008004709U1 - knee replacement

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Publication number: DE202008004709U1
Application number: DE200820004709
Authority: DE
Original assignee: Aesculap AG
Current assignee: Aesculap AG
Priority date: 2008-04-05
Filing date: 2008-04-05
Publication date: 2008-06-05
Anticipated expiration: 2018-04-06

Abstract

Knieendoprothese mit einem Tibiateil, mit einem zwei Kondylenflächen aufweisenden Femurteil und mit einem zwischen Femurteil und Tibiateil angeordneten Meniskusteil, welches an seiner Oberseite zwei Lagerschalen zur Aufnahme und Lagerung der Kondylenflächen des Femurteiles und welches an seiner Unterseite eine Meniskus-Lagerfläche aufweist, die verschiebbar auf einer Tibia-Lagerfläche an der Oberseite des Tibiateils aufliegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Meniskus-Lagerfläche (11) und die Tibia-Lagerfläche (4) gegenüber ihrer Mitte in medialer oder lateraler Richtung versetzt jeweils einen balligen Vorsprung (15) oder einen balligen Rücksprung (16) aufweisen, dass der ballige Vorsprung (15) an einer der beiden Lagerflächen (11, 4) in den balligen Rücksprung (16) der anderen Lagerfläche (4, 11) eintaucht und dadurch eine kugellagerartige Lagerung des Meniskusteils (8) am Tibiateil (2) bildet, und dass im lateralen beziehungsweise medialen Teil (13) der beiden Lagerflächen (4, 11) diese aneinander anliegende Stützbereiche (17, 21) ausbilden, die in dorsal-ventraler Richtung gekrümmt sind und dort einen Krümmungsradius aufweisen, der mindestens...knee replacement with a tibial component, with two condylar surfaces Femoral and with an arranged between femoral part and tibia part Meniscus part, which on its upper side two cups for Picking and storage of the condylar surfaces of the femur and which on its underside a meniscus bearing surface which is slidable on a tibial bearing surface rests on the top of the tibial part, characterized that the meniscal bearing surface (11) and the tibial bearing surface (4) towards their middle in the medial or lateral direction each offset a spherical projection (15) or a convex Return (16), that the spherical projection (15) on one of the two bearing surfaces (11, 4) in the crowned Recess (16) of the other bearing surface (4, 11) dips and thereby a ball-bearing-like storage of the meniscal component (8) forms on the tibial component (2), and that in the lateral or medial part (13) of the two bearing surfaces (4, 11) this form adjoining support areas (17, 21), which are curved in dorsal-ventral direction and there have a radius of curvature that is at least ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Knieendoprothese mit einem Tibiateil, mit einem zwei Kondylenflächen aufweisenden Femurteil und mit einem zwischen Femurteil und Tibiateil angeordneten Meniskusteil, welches an seiner Oberseite zwei Lagerschalen zur Aufnahme und Lagerung der Kondylenflächen des Femurteiles und welches an seiner Unterseite eine Meniskus-Lagerfläche aufweist, die verschiebbar auf einer Tibia-Lagerfläche an der Oberseite des Tibiateiles aufliegt.The The invention relates to a knee endoprosthesis with a tibial component, with a femur having two condylar surfaces and with a meniscus part arranged between the femoral part and the tibial part, which on its upper side two bearing shells for receiving and storage the condylar surfaces of the femoral part and which on its Bottom has a meniscus bearing surface, which is displaceable on a tibial bearing surface at the top of the tibial component rests.

Eine Knieendoprothese dieser Art ist beispielsweise in der US 6,013,103 beschrieben. Bei dieser vorbekannten Knieendoprothese ist die Tibia-Lagerfläche eben ausgebildet und ruht auf der ebenen Oberseite des Tibiateils auf, die Verschiebung des Meniskusteils gegenüber dem Tibiateil erfolgt dabei als reine Parallelverschiebung des Meniskusteils parallel zur Ebene der Tibia-Lagerfläche und der Oberseite des Tibiateils. Auch bei unikondylären Knieendoprothesen ist es bekannt, ein Meniskusteil, das in diesem Falle nur eine Lagerschale für die Lagerung einer Femurkondyle aufweist, mit einer ebenen Meniskus-Lagerfläche auf einer ebenfalls ebenen Tibia-Lagerfläche zu lagern ( EP 1 584 309 A1 ).A knee endoprosthesis of this kind is for example in the US 6,013,103 described. In this prior art knee endoprosthesis, the tibial bearing surface is planar and rests on the flat top of the tibial, the displacement of the meniscal component relative to the tibial occurs as a pure parallel displacement of the meniscal component parallel to the tibia bearing surface and the top of the tibial component. Even with unicondylar knee endoprostheses, it is known to support a meniscal component, which in this case has only one bearing shell for the bearing of a femoral condyle, with a flat meniscal bearing surface on a likewise flat tibial bearing surface ( EP 1 584 309 A1 ).

Bei Knieendoprothesen dieser Art kann das Meniskusteil gegenüber dem Tibiateil nach verschiedenen Richtungen verschoben und auch gedreht werden, wobei die Drehung in der Regel um die Mitte des Meniskusteiles erfolgt. Dazu sind zum Teil zapfenförmige Führungen vorgesehen ( US 6,013,103 ). Es ist aber auch bekannt, das Meniskusteil auf dem Tibiateil so zu lagern, dass eine Drehung um eine Drehachse erfolgt, die gegenüber der Mitte des Meniskusteiles in medialer Richtung versetzt ist ( US 6,013,103 ). Um dies zu erreichen, müssen für das Meniskusteil am Tibiateil spezielle Führungen vorgesehen sein, beispielsweise seitliche Wände.In knee endoprostheses of this type, the meniscal component can be displaced and rotated in different directions relative to the tibial component, with the rotation generally occurring around the middle of the meniscal component. For this purpose, partly peg-shaped guides are provided ( US 6,013,103 ). However, it is also known to mount the meniscal component on the tibial component in such a way that it is rotated about an axis of rotation which is offset in the medial direction in relation to the middle of the meniscal component ( US 6,013,103 ). To achieve this, special guides must be provided for the meniscal component on the tibial component, for example lateral walls.

In der Praxis hat sich herausgestellt, dass mit Knieendoprothesen dieser Bauart zwar die anatomischen Verhältnisse relativ gut nachgebildet werden können, es können sich aber Schwierigkeiten dadurch ergeben, dass diese spezielle Konstruktion den erreichbaren Beugungswinkel zwischen Femur und Tibia begrenzt, da das Meniskusteil, das sich gegenüber dem Tibiateil nur in einer Ebene bewegt, die Bewegung der Knochen begrenzt, bei starken Beugungswinkeln können die Knochen am Meniskusteil anschlagen, so dass dadurch der Beugewinkel begrenzt wird.In In practice it has been found that with knee endoprostheses this Although the anatomical conditions are modeled quite well can be, but it can be difficult result in that this special construction achievable Diffraction angle between the femur and tibia is limited because the meniscal component, which only moves in one plane with respect to the tibia part, limited the movement of the bones, at strong diffraction angles can bang the bones on the meniscus part, so that thereby the bending angle is limited.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Knieendoprothese so auszubilden, dass sie bei einer optimalen Nachbildung der anatomischen Eigenschaften des gesunden Kniegelenkes insbesondere auch einen hohen Beugungswinkel zulässt.It is the object of the invention, a generic Knee endoprosthesis in such a way that it with an optimal reproduction the anatomical properties of the healthy knee joint in particular also allows a high diffraction angle.

Diese Aufgabe wird bei einer Knieendoprothese der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Meniskus-Lagerfläche und die Tibia-Lagerfläche gegenüber ihrer Mitte in medialer oder lateraler Richtung versetzt jeweils einen balligen Vorsprung oder einen balligen Rücksprung aufweisen, dass der ballige Vorsprung an einer der beiden Lagerflächen in den balligen Rücksprung der anderen Lagerfläche eintaucht und dadurch eine kugellagerartige Lagerung des Meniskusteils am Tibiateil bildet, dass im lateralen beziehungsweise medialen Teil der beiden Lagerflächen diese Lager flächen aneinander anliegende Stützbereiche ausbilden, die in dorsal-ventraler Richtung gekrümmt sind und dort einen Krümmungsradius aufweisen, der mindestens um den Faktor 2,5 größer ist als der Krümmungsradius der balligen Vor- und Rücksprünge.These Task is a knee endoprosthesis described above Art solved according to the invention that the meniscal bearing surface and the tibial bearing surface opposite to their middle in the medial or lateral direction each offset a convex projection or a convex return have that the spherical projection on one of the two bearing surfaces in the crowned return of the other storage area dips and thereby a ball-bearing-like storage of the meniscal component on the tibial part forms that in the lateral or medial Part of the two storage areas these camp surfaces form adjoining support areas that are in dorsal-ventral Direction are curved and there a radius of curvature have at least a factor of 2.5 larger is the radius of curvature of the crowned projections and recesses.

Bei einer solchen Ausgestaltung bilden die kugellagerartig ineinander greifenden Vor- und Rücksprünge des Meniskusteils und des Tibiateils eine kugellagerartige Lagerung, durch die bei einer Drehung des Meniskusteils auf dem Tibiateil eine Drehachse definiert wird, die in medialer oder lateraler Richtung gegenüber der Mitte des Meniskusteils versetzt ist, außerdem erlaubt diese kugellagerartige Lagerung auch zusätzlich zu der Verdrehung des Meniskusteils relativ zum Tibiateil eine Verschwenkung des Meniskusteils auf dem Tibiateil, die Schwenkachse verläuft dabei in medial-lateraler Richtung und damit im Wesentlichen senkrecht zu der durch die kugellagerartige Lagerung gebildeten Drehachse, die ihrerseits im Wesentlichen parallel zur Tibia-Längsachse angeordnet ist. Durch diese Verschwenkung kann das Meniskusteil sowohl in ventraler als auch in dorsaler Richtung an seinen Außenkanten abgesenkt werden, und dadurch wird die Gefahr herabgesetzt, dass das Meniskusteil die Beugung des Femurs gegenüber der Tibia auch bei großen Beugungswinkeln behindert, d. h. es werden größere Beugungswinkel möglich. Gleichzeitig wird erreicht, dass das Meniskusteil bei einer Drehung um eine Achse, die im Wesentlichen parallel zur Tibia-Längsachse verläuft, um einen Drehpunkt gedreht wird, der gegenüber der Mitte des Meniskusteils in medialer oder lateraler Richtung versetzt ist und somit den anatomischen Gegebenheiten des gesunden Kniegelenkes oder den Anforderungen des individuellen Bandapparates weitgehend entspricht.at Such a configuration form the ball bearing into each other gripping projections and recesses of the meniscal component and the tibial part a ball-bearing-like storage, by at a rotation of the meniscal component on the tibial component defines an axis of rotation which is opposite in medial or lateral direction the middle of the meniscus part is offset, also allowed this ball-bearing-like storage also in addition to the Rotation of the meniscal component relative to the tibial component a pivoting of the meniscal component on the tibial component, the pivot axis runs thereby in the medial-lateral direction and thus substantially perpendicular to the axis of rotation formed by the ball bearing-like bearing, in turn, substantially parallel to the tibial longitudinal axis is arranged. By this pivoting, the meniscus part both in ventral and dorsal direction on its outer edges be lowered, thereby reducing the risk that the meniscus part is the flexion of the femur towards the tibia impeded even at large diffraction angles, d. H. it will larger diffraction angles possible. simultaneously is achieved that the meniscus part in a rotation about an axis, which runs essentially parallel to the longitudinal axis of the tibia, is rotated about a pivot point, which is opposite to the center of the Meniscus part is offset in the medial or lateral direction and thus the anatomical conditions of the healthy knee joint or largely corresponds to the requirements of the individual ligaments.

Durch die beschriebenen Konstruktionsmerkmale besteht also für das Meniskusteil eine mehrdimensionale Bewegungsmöglichkeit, die über die reine Parallelverschiebung in einer Ebene hinausgeht und die außerdem in relativ einfacher Weise eine definierte Drehung um einen außerhalb der Mitte liegenden Drehpunkt sicherstellt. Die kugellagerartige Lagerung von Meniskusteil und Tibiateil ermöglicht nicht nur die Drehung um diese parallel zur Tibia-Längsachse verlaufende Drehachse, sondern auch die Schwenkung um die quer dazu verlaufende in medial-lateraler Richtung verlaufende Schwenkachse, wobei in jedem Falle die kugellagerartige Lagerung beibehalten wird.By the construction features described so there is a multi-dimensional movement possibility for meniscus part, which goes beyond the pure parallel displacement in a plane and also ensures a defined rotation about a lying outside the center of rotation in a relatively simple manner. The ball-bearing-like support of the meniscal component and the tibial component not only allows rotation about them parallel to the Ti Bia longitudinal axis extending axis of rotation, but also the pivoting about the transverse thereto extending in the medial-lateral direction pivot axis, in each case the ball-bearing-like storage is maintained.

Die Verdrehung und Verschwenkung des Meniskusteils gegenüber dem Tibiateil erfolgt im Übrigen dadurch, dass bei der Verschwenkung des Femurs die Kondylenflächen des Femurs in den Lagerschalen an der Oberseite des Meniskusteiles abgewälzt und verschoben werden, die Kondylenflächen üben dabei seitliche Kräfte auf das Meniskusteil aus, welche das Meniskusteil gegenüber dem Tibiateil verschieben und dabei zwangsläufig auch verdrehen und verschwenken. Insbesondere erhält man auf diese Weise auch bei der Beugung des Femurs gegenüber der Tibia eine Verdrehung der Tibia um die Längsachse, die sich dadurch ergibt, dass das Meniskusteil um die kugellagerartige Lagerung verdreht wird. Auch dies entspricht den anatomischen Gegebenheiten des natürlichen Kniegelenkes.The Twisting and pivoting of the meniscus part opposite the tibia part is otherwise characterized in that in the Pivoting the femur the femoral condylar surfaces rolled in the bearing shells at the top of the meniscal component and moved, practice the Kondylenflächen while lateral forces on the meniscal component, which move the meniscal component towards the tibial component and inevitably twisting and turning. Especially one obtains in this way also in the flexion of the femur relative to the tibia, a rotation of the tibia about the longitudinal axis, which results from the fact that the meniscus part to the ball-bearing-like Storage is twisted. This also corresponds to the anatomical conditions of the natural knee joint.

Durch den größeren Krümmungsradius der Stützbereiche gegenüber dem Krümmungsradius der balligen Vorsprünge und Rücksprünge wird sichergestellt, dass Meniskusteil und das Tibiateil im Bereich der Vorsprünge und Rücksprünge ihre kugellagerartige Lagerung beibehalten, wenn das Meniskusteil gegenüber dem Tibiateil verschoben wird, so dass diese Verschiebung in eine Verdrehung und Verschwenkung des Meniskusteils gegenüber dem Tibiateil überführt wird, die Lagerung im Bereich der Vor- und Rücksprünge bleibt dabei erhalten.By the larger radius of curvature of the support areas opposite the radius of curvature of the crowned protrusions and returns will ensure that meniscus part and the tibial component in the area of the projections and recesses maintain their ball-bearing-like bearing when the meniscus part opposite the tibial component is displaced so that this shift into one Twisting and pivoting of the meniscus part opposite is transferred to the tibial component, the storage in the Range of projections and recesses remains receive.

Es kann vorgesehen sein dass die Stützbereiche nur in dorsal-ventraler Richtung gekrümmt sind, quer dazu jedoch nicht. Dies führt allerdings dazu, dass beim Verdrehen des Meniskusteils gegenüber dem Tibiateil eine vollflächige Anlage der Stützbereiche nicht über den gesamten Drehbereich sichergestellt sein kann, eine derartige vollflächige Anlage kann nur in bestimmten Winkelbereichen erreicht werden.It can be provided that the support areas only in dorsal-ventral Direction are curved, but not across. this leads to however, that when twisting the meniscus part opposite the tibial component a full-scale investment of the support areas not be ensured over the entire range of rotation can, such a full-scale investment can only in certain Angular ranges can be achieved.

Eine bessere Übereinstimmung der Anlageflächen der Stützbereiche lässt sich erreichen, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen ist, dass die Stützbereiche der beiden Lagerflächen auch in lateral-medialer Richtung gekrümmt sind. Außerdem hat eine derartige Ausgestaltung noch eine stabilisierende Wirkung, da durch die zusätzliche Krümmung der Stützbereiche in lateral-medialer Richtung der seitlichen Verschiebung des Meniskusteils gegenüber dem Tibiateil in lateral-medialer Richtung entgegengewirkt wird.A better match of the contact surfaces of the Support areas can be achieved if, according to a preferred embodiment is provided that the support areas the two bearing surfaces also in lateral-medial direction are curved. In addition, such a design still has a stabilizing effect, because of the additional Curvature of the supporting areas in lateral-medial Direction of lateral displacement of the meniscal component opposite the tibial component is counteracted in lateral-medial direction.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass die Stützbereiche im lateralen Teil der beiden Lagerflächen Teile einer Kugeloberfläche sind, deren Radius mindestens um den Faktor 2,5 größer ist als der Radius der balligen Vor- und Rücksprünge, wobei die Mittelpunkte der balligen Vorsprünge gegenüber der Mitte der Lagerflächen in medialer oder lateraler Richtung und der Mittelpunkt der Kugeloberfläche dann in lateraler beziehungsweise medialer Richtung versetzt sind. Bei der Ausbildung der Stützbe reiche als Kugeloberfläche lässt sich eine weitgehend flächige Anlage der Stützbereiche über einen größeren Winkelbereich annähern, allerdings ist auch in diesem Falle nicht über den gesamten Drehbereich des Meniskusteils eine derartige flächige Anlage in großen Bereichen zu gewährleisten.at a first preferred embodiment is provided here, that the support areas in the lateral part of the two storage areas Are parts of a spherical surface whose radius is at least 2.5 times larger than the radius of the crowned projections and recesses, the centers the crowned protrusions opposite the center of the Storage areas in the medial or lateral direction and the Center of the spherical surface then in lateral or medial direction are offset. In the training of Stützbe rich as a spherical surface can be a largely planar contact of the support areas over approach a larger angle range, However, even in this case is not about the entire Rotating portion of the meniscus part such a flat system in large areas.

Es ist daher günstig, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform die Stützbereiche längs einer oder mehrerer Linien verlaufen, die sich als Schnittlinie von zwei Zylinderflächen ergeben, nämlich einer senkrechten Zylinderfläche, deren Mittelachse durch den Mittelpunkt der balligen Vor- und Rücksprünge hindurchgeht und im Wesentlichen parallel zur Tibialängsachse verläuft, und einer horizontalen Zylinderfläche, deren Mittelachse durch den durch die in dorsal-ventraler Richtung verlaufende Krümmung definierten Mittelpunkt hindurchgeht und im Wesentlichen in medial-lateraler Richtung verläuft. Wenn die Stützbereiche in dieser Weise ausgebildet sind, ergibt sich auch bei Drehung des Implantatteils gegenüber dem Tibiateil um eine Drehachse, die mit der Mittelachse der senkrechten Zylinderfläche übereinstimmt, über einen größeren Winkelbereich eine vollflächige Anlage der Stützbereiche, so dass dadurch auch die Flächenpressung und damit der Abrieb reduziert werden können.It is therefore favorable, if according to another preferred embodiment, the support areas along one or more lines, which can be considered as Cut line of two cylindrical surfaces, namely a vertical cylindrical surface whose center axis through the center of the crowned projections and recesses passes through and substantially parallel to the tibial longitudinal axis runs, and a horizontal cylindrical surface, the central axis through which in the dorsal-ventral direction extending curvature defined center passes and substantially in the medial-lateral direction. If the support areas are formed in this way, results even with rotation of the implant part relative to the Tibial part about an axis of rotation, with the central axis of the vertical Cylinder surface coincides over a larger angular range a full-surface Installation of the support areas, thereby also the surface pressure and thus the abrasion can be reduced.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Vor- und Rücksprünge und die Stützbereiche im Wesentlichen bis zu einer gemeinsamen Horizontalebene des Meniskusteils reichen, also etwa in derselben Höhe des Meniskusteils enden.at a particularly preferred embodiment is provided that the projections and recesses and the support areas essentially to a common horizontal plane of the meniscal component range, ie about the same height of the meniscus part end up.

Die kugellagerförmige Lagerung des Meniskusteils am Tibiateil, die durch Rücksprünge und in diese eingreifende Vorsprünge erreicht wird, kann sowohl einen Vorsprung am Meniskusteil und einen entsprechenden Rücksprung am Tibiateil als auch einen Vorsprung am Tibiateil und einen entsprechenden Rücksprung am Meniskusteil umfassen, hier ist also eine Umkehr möglich. Dasselbe gilt hinsichtlich der Krümmung der Stützbereiche in lateral-medialer Richtung, diese Krümmung kann so ausgebildet sein, dass der Stützbereich am Tibiateil nach oben oder nach unten gewölbt ist, während dann natürlich die Wölbung in lateral-medialer Richtung bei dem Meniskusteil entgegengesetzt verläuft.The Ball-bearing-like storage of the meniscal component on the tibial component, by recesses and intervening ones Projections can be achieved, both a projection on Meniscus part and a corresponding return on the tibial component as well as a projection on the tibia part and a corresponding return on the meniscus part, so here is a reversal possible. The same applies to the curvature of the support areas in lateral-medial direction, this curvature can be formed be that the support area on the tibial component upwards or downwards below, while then natural the bulge in lateral-medial direction in the meniscus part runs opposite.

Die Krümmung der Stützbereiche in ventral-dorsaler Richtung hingegen muss immer so gewählt sein, dass das Meniskusteil beim Verschwenken in ventraler Richtung die ventrale Außenkante absenkt und beim Verschwenken in dorsaler Richtung die dorsale Außenkante, d. h. diese Krümmung muss immer so verlaufen, dass der Krümmungsmittelpunkt unterhalb der Lagerfläche zwischen Meniskusteil und Tibiateil angeordnet ist.The curvature of the support areas in ventral-dorsal direction, however, must always ge be selected that the meniscus part during pivoting in the ventral direction, the ventral outer edge lowers and when pivoting in the dorsal direction, the dorsal outer edge, ie this curvature must always be such that the center of curvature is located below the bearing surface between the meniscal component and tibial component.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:The following description of preferred embodiments The invention is in connection with the drawing of the closer Explanation. Show it:

1: eine perspektivische schematische Ansicht eines Tibiateils und eines im Abstand dazu angeordneten Meniskusteils in einer Blickrichtung auf die Oberseite des Tibiateils; 1 a perspective schematic view of a tibial component and a spaced meniscus part in a viewing direction on the top of the tibial component;

2: eine Ansicht ähnlich 1 mit einer Blickrichtung gegen die Unterseite des Meniskusteils; 2 : a view similar 1 looking at the underside of the meniscal component;

3: eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Meniskusteils; 3 a perspective view of the underside of the meniscal component;

4: eine Seitenansicht des Meniskusteils mit einer Zylinderfläche zur Darstellung der Krümmung des Stützbereiches des Meniskusteils in dorsal-ventraler Richtung; 4 a side view of the meniscus part with a cylindrical surface for illustrating the curvature of the support region of the meniscal component in the dorsal-ventral direction;

5: eine perspektivische Draufsicht auf das Meniskusteil mit der Zylinderfläche der 4 und zusätzlich einer Zylinderfläche eines senkrechten Zylinders, der koaxial zur Drehachse des Meniskusteils gegenüber dem Tibiateil angeordnet ist; 5 FIG. 2: a perspective top view of the meniscus part with the cylindrical surface of the 4 and additionally, a cylindrical surface of a vertical cylinder coaxial with the rotational axis of the meniscal component opposite the tibial component;

6: eine perspektivische Ansicht des Meniskusteils der 5 von dessen Unterseite her mit Darstellung der beiden Zylinderflächen der 5; 6 : a perspective view of the meniscus part of the 5 from the underside thereof with representation of the two cylindrical surfaces of 5 ;

7: eine Schnittansicht des Meniskusteils der 3 längs Linie 7-7 in 3 und 7 a sectional view of the meniscus part of 3 along line 7-7 in 3 and

8: eine Schnittansicht längs Linie 8-8 in 3. 8th a sectional view taken along line 8-8 in FIG 3 ,

Die in 1 dargestellte Knieendoprothese 1 umfasst ein Tibiateil 2 mit einem Stiel 3 zur Festlegung des Tibiateils 2 an einer Tibia und mit einer als Lagerfläche 4 dienenden Oberseite, weiterhin ein Femurteil 5 zur Festlegung am distalen Ende eines Femurs mit zwei nebeneinander liegenden, gewölbten Kondylenflächen 6, 7 und ein zwischen dem Tibiateil 2 und dem Femurteil 5 angeordnetes Meniskusteil 8, welches an seiner Oberseite zwei nebeneinander angeordnete Lagerschalen 9, 10 aufweist, in welche die Kondylenflächen 6, 7 eintauchen, und mit einer Meniskus-Lagerfläche 11 an der Unterseite des Meniskusteils 8.In the 1 illustrated knee endoprosthesis 1 includes a tibial component 2 with a stalk 3 for fixing the tibial component 2 on a tibia and with a storage area 4 Serving top, continues to be a femur 5 attached to the distal end of a femur with two adjacent convex condylar surfaces 6 . 7 and one between the tibia part 2 and the femdom 5 arranged meniscus part 8th , which on its upper side two juxtaposed bearing shells 9 . 10 in which the Kondylenflächen 6 . 7 dip, and with a meniscus storage area 11 at the bottom of the meniscus part 8th ,

Die Kondylenflächen 6, 7 können in den Lagerschalen 9, 10 so verschoben werden, dass einerseits ein Verschwenken des Femurs gegenüber der Tibia möglich ist und zum anderen auch in gewissem Umfange eine seitliche Verschiebung der Kondylenflächen 6, 7 in Längsrichtung der Lagerschalen 9, 10, dies ermöglicht eine kombinierte Roll-Gleit-Bewegung zwischen Meniskusteil 8 einerseits und Femurteil 5 andererseits. Da die Ausbildung der Lagerschalen 9, 10 und der Kondylenflächen 6, 7 für die vorliegende Erfindung nicht von vorrangiger Bedeutung ist, sind die Lagerschalen 9, 10 und das Femurteil 5 mit den Kondylenflächen 6, 7 nur in 1 dargestellt, in den nachfolgenden Figuren beschränkt sich die Darstellung auf das Meniskusteil 8 und das Tibiateil 2 (ohne Stiel), dabei sind die Lagerschalen 9, 10 auf der Oberseite des Meniskusteils 8 nicht dargestellt, sondern die Oberseite des Meniskusteils 8 ist eben dargestellt, tatsächlich ist jedoch von einer Ausgestaltung gemäß der Darstellung der 1 mit Lagerschalen 9, 10 an der Oberseite auszugehen.The condylar surfaces 6 . 7 can in the bearing shells 9 . 10 be moved so that on the one hand a pivoting of the femur against the tibia is possible and on the other hand to a certain extent a lateral displacement of Kondylenflächen 6 . 7 in the longitudinal direction of the bearing shells 9 . 10 , this allows a combined rolling-sliding movement between meniscus part 8th on the one hand and femdom 5 on the other hand. As the training of the bearing shells 9 . 10 and the condylar surfaces 6 . 7 is not of primary importance for the present invention, the bearing shells 9 . 10 and the feminine judgment 5 with the condylar surfaces 6 . 7 only in 1 shown, in the following figures, the representation is limited to the meniscus part 8th and the tibia part 2 (without handle), here are the bearing shells 9 . 10 on the top of the meniscus part 8th not shown, but the top of the meniscal component 8th is just shown, but in fact is of an embodiment according to the representation of 1 with cups 9 . 10 to go out at the top.

Sowohl das Tibiateil 2 als auch das Meniskusteil 8 sind im Wesentlichen U-förmig ausgebildet mit zwei nebeneinander liegenden Seitenteilen 12, 13 und einem diese verbindenden stegförmigen Zwischenteil 14. Die Tibia-Lagerfläche 4 weist in dem medialen Seitenteil 12 an ihrer Oberseite einen kugeligen Vorsprung 15 auf, der Mittelpunkt des kugeligen Vorsprunges 15 ist gegenüber der Mitte des Tibiateils 2, die zwischen den beiden Seitenteilen 12, 13 liegt, in medialer Richtung versetzt und befindet sich etwa in der Mitte des medialen Seitenteiles 12, der Radius des kugeligen Vorsprunges 15 liegt im Bereich zwischen 20 mm und 30 mm, vorzugsweise im Bereich zwischen 22 mm und 26 mm.Both the tibia part 2 as well as the meniscus part 8th are substantially U-shaped with two adjacent side panels 12 . 13 and a connecting this web-shaped intermediate part 14 , The tibial bearing surface 4 points in the medial side part 12 on its upper side a spherical projection 15 on, the center of the spherical projection 15 is opposite the middle of the tibia part 2 between the two sides 12 . 13 lies in the medial direction and is located approximately in the middle of the medial side part 12 , the radius of the spherical projection 15 is in the range between 20 mm and 30 mm, preferably in the range between 22 mm and 26 mm.

Im medialen Seitenteil 12 des Meniskusteils 8 befindet sich ein zum Vorsprung 15 komplementärer Rücksprung 16, in den der Vorsprung 15 eintaucht, wenn das Meniskusteil 8 unmittelbar auf dem Tibiateil 2 aufliegt. Dadurch wird eine kugellagerartige Lagerung zwischen dem Tibiateil 2 einerseits und dem Meniskusteil 8 andererseits ausgebildet. Durch diese Lagerung kann einmal das Meniskusteil 8 um eine Drehachse verdreht werden, die im Wesentlichen parallel zur Tibia-Längsachse verläuft und somit im Wesentlichen senkrecht zu der Oberseite des Meniskusteils 8 angeordnet ist. Es ist aber außerdem auch durch diese kugellagerförmige Lagerung möglich, das Meniskusteil gegenüber dem Tibiateil zu verschwenken, beispielsweise um eine Schwenkachse, die in medial-lateraler Richtung verläuft.In the medial side part 12 of the meniscal component 8th is one to the projection 15 complementary return 16 into the lead 15 dips when the meniscus part 8th directly on the tibia part 2 rests. As a result, a ball-bearing-like storage between the tibia part 2 on the one hand and the meniscus part on the other 8th on the other hand trained. By this storage can once the meniscus part 8th be rotated about an axis of rotation which is substantially parallel to the tibial longitudinal axis and thus substantially perpendicular to the top of the meniscal component 8th is arranged. However, it is also possible by this ball-bearing-like storage to pivot the meniscal component relative to the tibial component, for example, about a pivot axis extending in the medial-lateral direction.

Im Bereich des lateralen Seitenteiles 13 ist die Oberseite des Tibiateiles 2 als Stützbereich 17 ausgebildet. In diesem Stützbereich hat die Tibia-Lagerfläche 4 eine gekrümmte Kontur, und zwar ist dieser Stützbereich 17 sowohl in ventral-dorsaler Richtung gekrümmt als auch in medial-lateraler Richtung. In beiden Fällen ist die Krümmung bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel so gewählt, dass die Krümmungsmittelpunkte unterhalb des Stützbereiches 17 liegen, der Krümmungsradius ist dabei bei beiden Krümmungen relativ groß, bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Krümmungsradius in ventral-dorsaler Richtung etwa um den Faktor 2,5 größer als der Krümmungsradius der kugelig geformten Vorsprünge 15 und Rücksprünge 16. In lateral-dorsaler Richtung ist der Krümmungsradius des Stütz bereichs 7 etwa um den Faktor 2,5 bis 3 größer als der Krümmungsradius des Vorsprunges 15 und des Rücksprunges 16.In the area of the lateral side part 13 is the top of the tibia part 2 as a support area 17 educated. In this support area has the tibial bearing surface 4 a curved contour, and that is this support area 17 curved both in the anterior-posterior direction and in the medial-lateral direction. In both cases, the curvature is selected in the embodiment shown in the drawing so that the centers of curvature below the support area 17 lie, the radius of curvature is relatively large in both curvatures, in the illustrated embodiment, the radius of curvature in ventral-dorsal direction is about 2.5 times larger than the radius of curvature of the spherical projections 15 and returns 16 , In lateral-dorsal direction is the radius of curvature of the support area 7 for example by a factor of 2.5 to 3 greater than the radius of curvature of the projection 15 and the return 16 ,

Die genaue Kontur des Stützbereiches 17 kann unterschiedlich gewählt werden, beispielsweise können die Krümmungen in ventral-dorsaler Richtung gleich sein wie die Krümmungen in medial-lateraler Richtung, so dass man im Wesentlichen einen kugeligen Stützbereich 17 erhält. Es ist aber auch möglich, dass der Stützbereich 17 die Form eines Torus aufweist, allerdings eines Torus, dessen Längsachse in Umfangsrichtung zusätzlich aus der Ebene heraus gekrümmt ist, wie dies der Krümmung in ventral-dorsaler Richtung entspricht.The exact contour of the support area 17 may be chosen differently, for example, the curvatures in ventral-dorsal direction may be the same as the curvatures in the medial-lateral direction, so that one essentially a spherical support area 17 receives. But it is also possible that the support area 17 has the shape of a torus, but a torus whose longitudinal axis is additionally curved in the circumferential direction out of the plane, as corresponds to the curvature in anterior-dorsal direction.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine besondere Form des Stützbereiches 17 gewählt. Dieser Stützbereich 17 wird nämlich aufgespannt durch eine Vielzahl von Schnittlinien 18, die sich durch die Durchdringung von zwei Zylindern ergeben, nämlich einem senkrechten Zylinder 19 und einem horizontalen Zylinder 20.In the embodiment shown in the drawing is a special form of the support area 17 selected. This support area 17 is namely spanned by a variety of cutting lines 18 resulting from the penetration of two cylinders, namely a vertical cylinder 19 and a horizontal cylinder 20 ,

Der senkrechte Zylinder 19 hat eine Längsmittellinie, die durch den höchsten Punkt des Vorsprunges 15 hindurchgeht und im Wesentlichen parallel zur Tibia-Längsachse verläuft, diese Achse bildet die Drehachse des Meniskusteiles 8 gegenüber dem Tibiateil 2, wenn diese Teile gegeneinander verdreht werden.The vertical cylinder 19 has a longitudinal centerline passing through the highest point of the projection 15 passes and extends substantially parallel to the longitudinal axis of the tibia, this axis forms the axis of rotation of the meniscal component 8th opposite the tibia part 2 when these parts are twisted against each other.

Der horizontale Zylinder 20 beschreibt die Krümmung in dorsal-ventraler Richtung, die Längsmittellinie des horizontalen Zylinders 20 verläuft in lateralmedialer Richtung und der Radius des horizontalen Zylinders 20 entspricht dem Krümmungsradius der Krümmung des Stützbereiches 17 in dorsal ventraler Richtung. Zwischen dem horizontalen Zylinder 20 und dem senkrechten Zylinder 19 mit unterschiedlichem Radius ergeben sich eine Vielzahl von Schnittlinien 18, die dann gemeinsam den Stützbereich 17 aufbauen.The horizontal cylinder 20 describes the curvature in dorsal-ventral direction, the longitudinal center line of the horizontal cylinder 20 runs in the lateral medial direction and the radius of the horizontal cylinder 20 corresponds to the radius of curvature of the curvature of the support area 17 in dorsal ventral direction. Between the horizontal cylinder 20 and the vertical cylinder 19 with different radius results in a variety of cutting lines 18 , which then together the support area 17 build up.

Die Meniskus-Lagerfläche 11 ist komplementär zur Tibia-Lagerfläche 4 ausgebildet, so dass sich bei der Anlage des Meniskusteiles 8 am Tibiateil 2 eine im Wesentlichen vollflächige Anlage einmal im Bereich des Vorsprunges 15 und des Rücksprunges 16 und zum anderen im Bereich des Stützbereiches 17 ergibt, in diesem Stützbereich 17 liegt das Meniskusteil 8 mit einem zum Stützbereich 17 komplementären Stützbereich 21 an diesem an.The meniscus storage area 11 is complementary to the tibial bearing surface 4 formed, so that when planting the meniscus part 8th on the tibia part 2 a substantially full surface area once in the area of the projection 15 and the return 16 and secondly in the area of the support area 17 results in this support area 17 lies the meniscus part 8th with one to the support area 17 complementary support area 21 at this.

Durch die beschriebene Lagerung ergibt sich beim Ausüben von horizontalen Kräften auf das Meniskusteil 8 die Möglichkeit für das Meniskusteil 8, sich gegenüber dem Tibiateil 2 zu bewegen, und zwar einmal in Form einer Drehung um die Drehachse, die im Wesentlichen mit der Mittelachse des senkrechten Zylinders 19 zusammenfällt, und zum anderen durch Verschwenken des Meniskusteils 8 um eine horizontale Schwenkachse, die im Wesentlichen senkrecht auf der Wand des senkrechten Zylinders 19 steht. In einer Mittelstellung verläuft diese Schwenkachse also im Wesentlichen in lateral-medialer Richtung, bei einer Verdrehung des Meniskusteils 8 gegenüber dem Tibiateil 2 wird diese Schwenkachse entsprechend dem Drehwinkel ebenfalls gedreht, und dies führt auch bei einer Drehung zu einer im Wesentlichen vollflächigen Anlage des Meniskusteils am Tibiateil. Gleichzeitig wird bei dieser Drehung das Meniskusteil um diese Schwenkachse verschwenkt, so dass die jeweils außen liegende Kante abgesenkt wird, und dadurch wird dem Gelenk ein Spielraum für einen größeren Beugungswinkel gegeben.The storage described results in the exertion of horizontal forces on the meniscal component 8th the possibility for the meniscus part 8th , facing the tibia part 2 once, in the form of a rotation about the axis of rotation substantially coinciding with the central axis of the vertical cylinder 19 coincides, and on the other hand by pivoting the meniscus part 8th about a horizontal pivot axis, which is substantially perpendicular to the wall of the vertical cylinder 19 stands. In a middle position, this pivot axis thus extends substantially in the lateral-medial direction, with a rotation of the meniscal component 8th opposite the tibia part 2 This pivot axis is also rotated in accordance with the angle of rotation, and this leads to a substantially full-surface contact of the meniscal component on the tibial component even during a rotation. At the same time during this rotation, the meniscus part is pivoted about this pivot axis, so that the respective outer edge is lowered, and thereby the joint is given a margin for a larger diffraction angle.

Die Drehung um die Drehachse erfolgt dabei also immer um eine Drehachse, die außermittig angeordnet ist und in medialer Richtung versetzt ist, die Verschwenkung erfolgt zusätzlich zwangsgeführt um eine Schwenkachse, die im Wesentlichen horizontal verläuft und ihren Winkel gegenüber der mediallateralen Richtung mit dem Drehwinkel des Meniskusteils ändert.The Rotation about the axis of rotation thus always takes place about an axis of rotation, which is arranged off-center and in the medial direction offset, the pivoting is additionally forcibly guided about a pivot axis that is substantially horizontal and their angle to the medial-lateral direction changes with the angle of rotation of the meniscus part.

Die Kräfte, die zu einer Verschiebung des Meniskusteils gegenüber dem Tibiateil führen, werden im Wesentlichen durch das Fernurteil auf das Meniskusteil übertragen, wenn das Gelenk gebeugt wird, insbesondere übertragen also die Kondylenflächen 6, 7 über die Lagerschalen 9, 10 derartige Kräfte, die zu einer Drehung und Verschwenkung des Meniskusteils gegenüber dem Tibiateil führen.The forces that lead to a displacement of the meniscal component relative to the tibial component are essentially transmitted to the meniscal component by the remote judgment when the joint is flexed, that is, in particular, the condylar surfaces are transmitted 6 . 7 over the bearing shells 9 . 10 Such forces, which lead to a rotation and pivoting of the meniscal component relative to the tibial component.

Das Tibiateil 2 und das Fernurteil 5 bestehen in an sich bekannter Weise normalerweise aus einem körperverträglichen Metall, beispielsweise aus Titan oder einer Titanlegierung, während das Meniskusteil vorzugsweise aus einem sterilisierbaren und körperverträglichen Kunststoff besteht, beispielsweise aus Hochdruckpolyethylen. Durch die beschriebene Formgebung der Lagerflächen wird eine vollflächige Anlage im Bereich zwischen dem Tibiateil und dem Meniskusteil erreicht, und dies führt zu der Vermeidung von Kraftspitzen und zur Reduzierung der Abnutzung der aneinander anliegenden Lagerflächen.The tibia part 2 and the remote judgment 5 consist in a conventional manner normally of a biocompatible metal, such as titanium or a titanium alloy, while the meniscus part preferably consists of a sterilizable and biocompatible plastic, such as high density polyethylene. By the described shaping of the bearing surfaces, a full-surface contact in the area between the tibial component and the meniscal component is achieved, and this leads to the avoidance of force peaks and to the reduction of the wear of the abutting bearing surfaces.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Vorsprung 15 und der Rücksprung 16 gegenüber der Mitte der Lagerfläche in medialer Richtung versetzt, der Stützbereich dagegen in lateraler Richtung. Es ist grundsätzlich auch möglich, dass eine umgekehrte Anordnung gewählt wird, dann sind der Vorsprung 15 und der Rücksprung 16 in lateraler Richtung versetzt und der Stützbereich 17 dagegen in medialer Richtung. Dadurch wird natürlich auch die Drehachse des Meniskusteils 8 entsprechend verlagert. Der häufigere Fall ist die Anordnung der Drehachse im medialen Teil der Lagerfläche, es kann aber – insbesondere aufgrund einer Änderung der Bandstruktur – notwendig sein, die Drehachse nicht in medialer Richtung sondern in lateraler Richtung gegenüber der Mitte der Lagerfläche zu versetzen.In the illustrated in the drawing Off Leading example are the lead 15 and the return 16 offset towards the center of the bearing surface in the medial direction, the support area, however, in the lateral direction. It is also possible in principle that a reverse arrangement is selected, then the projection 15 and the return 16 offset in the lateral direction and the support area 17 against it in the media direction. As a result, of course, the axis of rotation of the meniscus part 8th shifted accordingly. The more common case is the arrangement of the axis of rotation in the medial part of the bearing surface, but it may be necessary, in particular due to a change in the band structure, to displace the axis of rotation not in the medial direction but in the lateral direction relative to the center of the bearing surface.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- US 6013103 [0002, 0003, 0003]
EP 1584309 A1 [0002]

Claims

Knee endoprosthesis with a tibial component, with a femoral component having two condylar surfaces and with a meniscus part arranged between the femoral component and the tibial component, which has on its upper side two bearing shells for receiving and supporting the condylar surfaces of the femoral component and which has on its underside a meniscal bearing surface which is displaceable on one Tibial bearing surface rests on the top of the tibial component, characterized in that the meniscal bearing surface ( 11 ) and the tibial bearing surface ( 4 ) offset in relation to their center in the medial or lateral direction each have a convex projection ( 15 ) or a crowned return ( 16 ) that the spherical projection ( 15 ) on one of the two storage areas ( 11 . 4 ) in the crowned return ( 16 ) of the other storage area ( 4 . 11 ) and thereby a ball-bearing-like storage of the meniscal component ( 8th ) on the tibial component ( 2 ) and that in the lateral or medial part ( 13 ) of the two storage areas ( 4 . 11 ) these adjoining support areas ( 17 . 21 ) which are curved in the dorsal-ventral direction and have there a radius of curvature which is greater by at least a factor of 2.5 than the radius of curvature of the convex projections and recesses ( 15 . 16 ).

Knee endoprosthesis according to claim 1, characterized in that the support areas ( 17 . 21 ) of the two storage areas ( 4 . 11 ) are also curved in the lateral-medial direction.

Knee endoprosthesis according to claim 2, characterized in that the support areas ( 17 . 21 ) of the two storage areas ( 4 . 11 ) Are parts of a spherical surface whose radius is at least by a factor of 2.5 to 3 greater than the radius of the convex projections and recesses ( 15 . 16 ), the centers of the crowned protrusions ( 15 . 16 ) opposite the middle of the storage areas ( 4 . 11 ) are offset in the medial direction and the center of the spherical surface in the lateral direction.

Knee endoprosthesis according to claim 2, characterized in that the support areas ( 17 . 21 ) along one or more lines extending as a line of intersection of two cylindrical surfaces ( 19 . 20 ), namely a vertical cylindrical surface ( 19 ) whose central axis through the center of the convex projections and recesses ( 15 . 16 ) and extends substantially parallel to the tibial longitudinal axis, and a horizontal cylindrical surface ( 20 ) whose center axis passes through the center defined by the curvature extending in the dorsal-ventral direction and extends substantially in the medial-lateral direction.

Knee endoprosthesis according to one of the preceding claims, characterized in that the projections and recesses ( 15 . 16 ) and the support areas ( 17 . 21 ) substantially to a common horizontal plane of the meniscal component ( 8th ) pass.