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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Kniegelenk-Prothese, die den Kniegelenk-Abschnitt von Femur (Oberschenkel) und Tibia (Schienbein) ersetzt, und betrifft noch spezieller eine Kniegelenk-Prothese, die ein biologisch rekonstruiertes Band bzw. Ligament aufweist.
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Hintergrund
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Die Bewegung eines natürlichen Knies ist kinematisch komplex. Während eines relativ breiten Bereichs von Beugung und Streckung erfahren die Gelenk-Flächen oder Lagerflächen eines natürlichen Knies eine axiale Rotation, Adduktion, Abduktion, Translation in der sagittalen Ebene (Zurückrollen und Gleiten) und Translation in der koronalen Ebene. Kniegelenk-Prothesen in Kombination mit Bändern und Muskeln versuchen, diese natürliche Bewegung des Knies nachzuvollziehen und auch Kräfte zu absorbieren und zu steuern, die während des Beugungsbereichs erzeugt werden.
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Eine Kniegelenk-Prothese umfaßt typischerweise eine Femoral-Komponente (Femur-Komponente, Oberschenkel-Komponente) und eine Tibial-Komponente (Tibia-Komponente, Schienbein-Komponente). Die Femoral-Komponente und die Tibial-Komponente sind derart angelegt, dass sie chirurgisch am distalen Ende des Femur bzw. am proximalen Ende der Tibia befestigt werden. Die Femoral-Komponente ist weiter so ausgelegt, dass sie mit der Tibial-Komponente in der Weise kooperiert, dass sie die Gelenk-Bewegung eines anatomischen Kniegelenks simuliert.
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Es sind einige Typen von Knie-Prothesen bekannt, die allgemein zuerst in zwei Kategorien unterteilt werden, und zwar bezüglich der Menge an Beschränkung oder Gelenkbewegung, die in dem Knie-Prothese-Gelenk ermöglicht wird. Die Typen von Knie-Prothesen bezüglich der Beschränkungsmenge sind der das Kreuzband erhaltende Typ, der posterior stabilisierte Typ und der vollständig beschränkte Typ. Das Kreuzband erhaltende Typ ersetzt allgemein nur die Gelenk-Teile des Femur und der Tibia, wenn das das Knie umgebende weiche Gewebe gerettet werden kann oder nicht beschädigt ist. Eine posterior stabilisierte Knie-Prothese wird allgemein verwendet, wenn das hintere Kreuzband aufgrund einer Beschädigung oder Verletzung reseziert werden muß. Schließlich wird die vollständig beschränkte Knie-Prothese verwendet, wenn fast das gesamte, das Knie umgebende weiche Gewebe reseziert werden muß oder nicht mehr stark genug ist, die Funktionen des natürlichen Knies auszuführen. Daher erlaubt die das Kreuzband erhaltende Prothese im wesentlichen jede natürliche und unverletzte Bewegung des Knies.
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Die zweite und in jedem der oben beschriebenen Knie-Typen verwendbare Kategorie sind die drei verschiedenen Gelenk- oder Lager-Mechanismen. Die Lager-Mechanismen schließen ein bewegliches Lager, ein fixiertes Lager und ein Gelenk ein. Das bewegliche Lager ist ein Lager oder ein Meniskus-Ersatz, das nicht in irgendeiner Weise an der Femoral-Komponente oder Tibial-Komponente fixiert ist. Es ist einfach ein Lager zwischen der Femoral-Komponente und der Tibial-Komponente und kann sich relativ zu jeder der beiden bewegen. Dies ermöglicht eine größere Muskel-Effizienz, die stärker ein natürliches Knie simuliert. Ein fixiertes Lager ist jedoch relativ zu der Tibia-Komponente fixiert. Sobald daher das Lager an Ort und Stelle angebracht ist, läuft die Femoral-Komponente auf dem Lager, jedoch bewegt sich das Lager nicht relativ zu der Tibia-Komponente. Schließlich erlaubt das mit einem Gelenk versehene Knie eine einfache Gelenk-Bewegung von einer gestreckten zu einer gebeugten Position. Es ist in diesem technischen Bereich allgemein bekannt, dass jede beschränkte Knie-Prothese mit jedem Lager-Elementl zusammen verwendet werden kann.
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Weichgewebe-Ersatz oder -Transplantate können implantiert werden, wenn weiches Gewebe in einem Knie verletzt oder beschädigt ist oder nicht funktioniert. Allgemein sind die Gelenk-Bereiche des Knies zufriedenstellend, während die Weichgewebe-Bänder und -Sehnen, die das Knie umgeben, aufgrund von Verletzungen oder aus anderen Gründen beschädigt wurden. Daher ist es nur erforderlich, diese beschädigten Sehnen und andere weiche Gewebe zu ersetzen, statt die Gelenk-Bereiche des Kniegelenks zu ersetzen. Dies ist wünschenswert, da das natürliche Kniegelenk den größten Bewegungsbereich und die größte Effizienz der Muskeln vorsieht, im Gegensatz zu bis heute üblichen Prothese-Kniegelenken.
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Obwohl es möglich ist, leichter die medialen und lateralen kollateralen Bänder im Knie zu verstärken oder zu erhalten und eine Knie-Prothese zu implantieren, ist dies allgemein schwierig. Eine allgemein bekannte Knie-Prothese kann möglicherweise verwendet werden, wobei man eine Verstärkung oder Implantation medialer und lateraler kollateraler Bänder einschließt, da diese Bänder die Knie-Prothese nicht kreuzen. Daher kann ein Arzt die medialen oder lateralen Bänder verstärken, so beispielsweise fester anziehen, während er auch eine Knie-Prothese implantiert.
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Es ist jedoch nicht bekannt, eine Knie-Prothese einer der allgemein bekannten Arten bereitzustellen, die auch bei einer Weichgewebe-Ersatz-Behandlung der vorderen Kreuzbänder und hinteren Kreuzbänder verwendet werden kann. Vielmehr hat sich die Technik auf zwei voneinander unterschiedlichen Wegen fortentwickelt: erstens, Bewahren oder Resezieren des Weichgewebes und Wählen einer passenden Knie-Prothese; oder zweitens, einfach Ersetzen des Weichgewebes, das das Knie umgibt. Dies reduziert für die Chirurgen die Wahl, statt ihnen zu erlauben, einen beschädigten Weichgewebe-Teil durch ein Implantat zu ersetzen und so eine weniger beschränkte Knie-Prothese zu benötigen. Dies liegt daran, dass Knie-Prothesen allgemein keine Aussparungen für Weichgewebe-Transplantate einschließen, die den Gelenk-Bereich des Knies kreuzen müssen.
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Das Dokument
FR-A 2 697 154 beschreibt eine Prothese für ein Kniegelenk, die eine Tibia-Komponente umfasst, auf der eine Femur-Komponente ruht. Diese Prothese ist dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Erhalten oder Wiederherstellen der anterioren oder posterioren Kreuzbänder einschließt, die zur Stabilität des Knies beitragen, und weiter dadurch, dass die Geometrie der kondylären Abschnitte der Femur-Komponente darart ist, dass die anterioren und posterioren Kreuzbänder während der Beuge-Streck.-Bewegungen des Knies möglichst wenig Spannung unterworfen sind.
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Das Dokument
FR-A 2 541 889 betrifft eine Kniegelenk-Prothese, die zwei Komponenten umfasst, von denen die eine eine konvexe Oberfläche hat und als Gelenk-Kugel dient, während die andere eine konkave Oberfläche hat und als Gelenk-Pfanne dient. Die beiden Komponenten sind über ein Gelenk-Teil miteinander verbunden, das in der einen Komponente über ein Kugelgelenk gelagert ist. In der zweiten Komponente ist dieses Gelenk-Teil in einer Bohrung verschiebbar und begrenzt gelenkig gelagert, wobei diese Bohrung spitzwinklig zur Achse der beiden Komponenten verläuft, wenn sich die Komponenten in ihrer ausgestreckten Stellung befinden. Beim Abknicken des Gelenks wandert die Berührungsfläche zwischen der konvexen und der konkaven Oberfläche in Richtung der Abknick-Bewegung.
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Was daher benötigt wird, ist eine Knie-Prothese, die in Verbindung mit Weichgewebe-Ersatz-Behandlungen verwendet werden kann und Chirurgen größere Möglichkeiten einräumt, das natürliche Knie genauer mit Prothesen nachzubilden. Insbesondere ist es wünschenswert, dass Weichgewebe-Prothesen wie beispielsweise Prothesen des vorderen Kreuzbandes oder des hinteren Kreuzbandes bei einer Knie-Total-Prothese verwendet werden und damit für eine natürlichere Knie-Bewegung sorgen. Daher müßte der Arzt nicht wählen, entweder zu versuchen, das Weichgewebe zu erhalten oder dieses durch ein beschränkteres Knie zu ersetzen. Der Arzt könnte das gesamte Weichgewebe resezieren und dann ein passenderes Implantat wählen und die resezierten Bänder ersetzen. Darüber hinaus erweitert eine Verwendung von Weichgewebe-Implantat-Techniken das Vermögen des Prothese-Knies, genauer das natürliche Knie nachzuahmen.
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Zusammenfassung der Offenbarung
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Die Kniegelenk-Prothese ermöglicht die Verwendung eines Implantats zum Ersetzen des Kniegelenk-Teils eines Femur und einer Tibia.
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Die Erfindung betrifft eine Kniegelenk-Prothese zum Ersetzen des Gelenk-Abschnitts eines Femur und einer Tibia und ermöglicht das Ersetzen von weichem Gewebe, und sie umfasst eine Femur-Komponente, die dafür angepaßt ist, am distalen Ende des Femur befestigt zu werden, und die eine Femur-Lagerfläche aufweist; eine Tibia-Komponente, die dafür angepaßt ist, am proximalen Ende der Tibia befestigt zu werden und die eine Tibia-Fläche aufweist; und ein Lager-Element, das eine erste Lager-Fläche, die gelenkmäßig mit der Femur-Lagerfläche in Verbindung steht, und eine zweite Fläche aufweist, die der Tibia-Fläche benachbart angeordnet ist; worin jede der Komponenten Femur-Komponente, Tibia-Komponente, und Lager-Element dafür angepaßt sind, zu erlauben, dass sowohl ein vorderes Kreuzband-Implantat als auch ein hinteres Kreuzband-Implantat den Femur mit der Tibia verbinden.
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Das Lager kann auch eine dritte Lagerfläche einschließen, die mit der Tibia-Lagerfläche gelenkmäßig verbunden ist. Das Implantat wird sowohl mit der Tibia als auch mit dem Femur verbunden und verhindert so, dass sich das Kniegelenk ausrenkt, und leitet die Femoral-Komponente während des Streckens und Beugens entlang eines gewünschten Weges.
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Die Femoral-Komponente, Tibial-Komponente und Lager-Komponente können während der Implantation präzise in dem Knie angeordnet werden und ergeben so eine spezielle und präzise endgültige Knie-Geometrie und einen Bewegungsbereich. Darüber hinaus kann ein präzises Instrumentarium dieses Anordnen unterstützen. Weiter kann eine einzige Knie-Ersatz-Operation verwendet werden, um die Weichgewebe und die Kniegelenk-Komponenten zu ersetzen, statt hierfür getrennte und gesonderte Verfahrensweisen vorzusehen.
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In einer Ausführungsform wird eine Kniegelenk-Prothese zum Ersetzen des Gelenk-Bereichs eines Femur (Oberschenkel) und einer Tibia (Unterschenkel) offenbart. Die Kniegelenk-Prothese schließt eine Femoral-Komponente bzw. Femur-Komponente mit einer Femur-Lagerfläche, die dafür angepaßt ist, am distalen Ende des Femur befestigt zu werden, und eine Tibial-Komponente bzw. Tibia-Komponente ein, die eine Tibia-Lagerfläche aufweist, die am proximalen Ende der Tibia befestigt wird. Ein Lagerelement, das eine erste und eine zweite Lagerfläche aufweist, ist dafür vorgesehen, gelenkmäßig mit der Femur-Lagerfläche und der Tibia-Lagerfläche verbunden zu sein. Ein transplantiertes biologisches Ligament bzw. Band verbindet den Femur mit der Tibia und steuert die Bewegung des Femur relativ zu Tibia.
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Eine zweite Ausführungsform einer Kniegelenk-Prothese zum Ersetzen des Gelenk-Teils eines Femurs und einer Tibia wird offenbart, worin auch ein Implantat vorgesehen wird, um die Tibia und den Femur zu verbinden. Eine Femur-Komponente kann am distalen Ende des Femur befestigt werden, wobei die Femur-Komponente eine erste Femur-Lagerfläche und eine zweite Femur-Lagerfläche einschließt. Eine Tibia-Komponente ist eingeschlossen, die dafür angepaßt ist, am proximalen Ende der Tibia befestigt zu werden, wobei die Tibia-Komponente eine Tibia-Lagerfläche einschließt, die eine Tibia-Aussparung aufweist. Ein Lager-Element weist eine Lager-Aussparung auf und schließt eine erste Lagerfläche, die gelenkmäßig mit der ersten Femur-Lagerfläche verbunden ist, und eine zweite Lagerfläche ein, die gelenkmäßig mit der zweiten Femur-Lagerfläche verbunden ist. Das Implantat weist einen ersten Abschnitt, der mit einem Teil des Femur verbunden ist, und einen zweiten Abschnitt, der mit einem Teil der Tibia verbunden ist, auf. Das Implantat steuert die Bewegung der Femur-Komponente relativ zu der Tibia-Komponente.
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Eine dritte Ausführungsform einer Kniegelenk-Prothese zum Ersetzen der Gelenk-Oberfläche zwischen einem Femur und einer Tibia schließt eine Tibia-Komponente mit einer Tibia-Platte ein, die eine Tibia-Paffen-Lagerfläche und eine Tibia-Aussparung aufweist. Die Knie-Prothese schließt auch eine Lager-Komponente ein, die eine Tibia-Lagerfläche vorsieht und eine Lager-Aussparung aufweist. Ein Implantat kann den Femur und die Tibia durch die Tibia-Aussparung und die Lager-Aussparung verbinden.
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Ein Verfahren zum Ersetzen des biologischen Kniegelenk-Teils eines Femur und einer Tibia schließt ein Resezieren eines Endabschnitts der Tibia und des Femur ein. Eine Tibia-Prothese-Komponente wird dann an dem resezierten Endabschnitt der Tibia befestigt, und die Tibia-Prothese-Komponente weist eine Lagerfläche auf. Eine Femur-Prothese-Komponente wird auch an dem resezierten Endabschnitt des Femur befestigt, und die Femur-Prothese-Komponente weist ebenfalls eine Lagerfläche auf. Ein Lager-Element ist zwischen der Tibia-Prothese-Komponente und der Femur-Prothese-Komponente angebracht, und das Lager-Element weist eine erste Fläche, die gelenkmäßig mit der Femur-Lagerfläche in Verbindung steht, und eine zweite Lagerfläche, die gelenkmäßig mit der Tibia-Lagerfläche in Verbindung steht, auf. Ein Implantat ist dafür vorbereitet, die Tibia und den Femur zu verbinden, und wird dann implantiert und verbindet die Tibia und den Femur.
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Ein zweites Verfahren zur Bereitstellung der Knie-Prothese schließt das Ersetzen des Kniegelenk-Teils eines Femur und einer Tibia durch Resezieren eines Endabschnitts der Tibia und des Femur ein. Eine Tibia-Prothese-Komponente wird an dem resezierten Endabschnitt der Tibia befestigt, und die Tibia-Prothese-Komponente weist eine Lagerfläche und eine Tibia-Aussparung auf. Eine Femur-Prothese-Komponente wird an dem resezierten Endabschnitt des Femur befestigt, und die Femur-Prothese-Komponente weist eine Lagerfläche auf. Ein Lager-Element ist zwischen der Tibia-Prothese-Komponente und der Femur-Prothese-Komponente angebracht, und das Lager-Element weist eine Lager-Aussparung und eine erste Oberfläche, die gelenkmäßig mit der Femur-Lagerfläche in Verbindung steht, und eine zweite Lagerfläche, die gelenkmäßig mit der Tibia-Lagerfläche in Verbindung steht, auf. Ein Implantat wird vorbereitet und implantiert und verbindet die Tibia und den Femur.
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Die Verwendung der vorliegenden Erfindung liefert eine Kniegelenk-Prothese mit transplantiertem biologischem Band. Das transplantierte biologische Band senkt die Reibung und den Verschleiß an der Prothese und sorgt so für eine erhöhte Haltbarkeit und Langlebigkeit. Als Ergebnis liefert eine Knie-Prothese gemäß der vorliegenden Erfindung diese und andere Vorteile.
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Weitere Bereiche der Anwendbarkeit werden aus der detaillierten Beschreibung offensichtlich, die hiernach gegeben wird. Es versteht sich, dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele zwar die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung angeben, dass diese jedoch nur für Veranschaulichungszwecke gedacht sind und es nicht beabsichtigt ist, den Umfang der Erfindung hierdurch zu beschränken.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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Die vorliegende Erfindung wird noch vollständiger verstanden aus der detaillierten Beschreibung und den beigefügten Figuren, worin:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Kniegelenk-Prothese mit einem bewegliche Lager gemäß einer ersten Ausführungsform ist;
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2 eine Explosion-Ansicht der Kniegelenk-Prothese gemäß 1 ist;
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3 eine perspektivische Ansicht des Knies mit beweglichem Lager gemäß 1 in implantiertem Zustand ist;
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4 eine sagittale Aufriß-Ansicht der in 1 gezeigten Kniegelenk-Prothese im in ein Knie implantierten Zustand und einschließlich eines ACL-Implantats (Implantat für cm vorderes Kreuzband) ist;
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5 eine koronale Aufriß-Ansicht der in 1 gezeigten Kniegelenk-Prothese im in ein Knie implantierten Zustand einschließlich eines ACL-Implantats (Implantat für ein vorderes Kreuzband) ist;
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6 eine sagittale Aufriß-Ansicht der Kniegelenk-Prothese von 1 im in ein Knie implantierten Zustand einschließlich eines PCL-Implantats (Implantat für ein hinteres Kreuzband) ist;
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7 eine Explosions-Ansicht einer Tibia-Bohrerführung und einer Tibia-Test-Komponente ist, die zur Schaffung gewünschter Tibia-Tunnel verwendet werden;
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8 eine perspektivische Explosions-Ansicht einer Knie-Prothese mit beweglichem Lager gemäß einer zweiten Ausführungsform ist;
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9 eine perspektivische Ansicht der Knie-Prothese gemäß 8 im implantierten Zustand und unter Einschluß sowohl eines ACL-Implantats als auch eines PCL-Implantats ist (Implantat für ein vorderes Kreuzband und Implantat für ein hinteres Kreuzband);
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die 10a bis 10e partielle sagittale Schnitt-Ansichten der in 8 gezeigten Kniegelenk-Prothese und des ACL-Implantats und PCL-Implantats (Implantat für ein vorderes Kreuzband und Implantat für ein hinteres Kreuzband) sind, die fünf verschiedene Positionen der Femur-Komponente in Bezug auf die Tibia-Komponente während eines Bereichs von Beugung von voller Dehnung bis zu voller Beugung veranschaulichen; und
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11 eine sagittale Aufriß-Ansicht einer Knie-Prothese mit fixiertem Lager gemäß einer dritten Ausführungsform ist.
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Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
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Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen betreffend ein Kniegelenk-Implantat mit beweglichem Lager und einem posterior-stabilisierten fixierten Lager mit einem transplantierten biologischen Band sind beispielhaft. Es ist nicht beabsichtigt, dass diese die Erfindung oder ihre Anwendung oder Gebrauchszwecke beschränken. Es versteht sich, dass die Erfindung mit jeder beliebigen Knie-Prothese praktisch angewendet werden kann, um ein Implantat zwischen dem Femur und der Tibia zu befestigen. Beispielsweise ist bevorzugt die Kniegelenk-Prothese nach Patentanspruch 1 und/oder die Kniegelenk-Prothese des Systems nach Patentanspruch 10 gewählt aus einer Kombination einer ersten Gruppe, die Kniegelenk-Prothesen mit Erhalt des Kreuzbands oder Kniegelenk-Prothesen mit Posterior-Stabilisierung umfaßt, und aus einer zweiten Gruppe gewählt ist, die Kniegelenk-Prothesen mit beweglichem Lager oder Kniegelenk-Prothesen mit fixiertem Lager umfaßt. Mit anderen Worten: Die Verfahrensweise und die Erfindung einer Verwendung eines Implantats mit einer Kniegelenk-Prothese kann mit jeder Kniegelenk-Prothese wie beispielsweise einer Kniegelenk-Prothese mit fixiertem Lager oder mit beweglichem Lager bei einem das Kreuzband erhaltenden Knie verwendet werden. Darüber hinaus kann das biologische Band jedes beliebige biologische Band oder synthetische Band sein, das ein biologisches Band simuliert.
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Es wird nun auf die 1 und 2 Bezug genommen. Es wird eine Kniegelenk-Prothese oder Knie-Prothese 10 mit einem beweglichen Lager und erhaltenem Kreuzband in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Knie-Prothese 10 ist derart angelegt, dass sie verwendet wird, wenn ein Implantat, das entweder das hintere Kreuzband (ligamentum cruciatum posterius) oder das vordere Kreuzband (ligamentum cruciatum anterius) implantiert werden soll. Es wird anerkannt, dass die vorliegende Erfindung bei Knie-Implantaten verwendet werden kann, bei denen andere Bänder oder andere Weichgewebe, die das Kniegelenk stützen, auch reseziert oder ersetzt werden. Es versteht sich, dass ein geeignetes rechtes oder linkes Knie konstruiert werden kann. Die Knie-Prothese 10 schließt eine Femur-Komponente bzw. Femoral-Komponente 16, eine Tibia-Komponente bzw. Tibial-Komponente 18 und ein bewegliches Lager 20 ein.
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Die Femur-Komponente ist so angelegt, dass sie an einem distalen Ende des Femur 14 befestigt wird und schließt einen ersten kondylären Abschnitt oder eine erste Kondyle 24 und einen zweiten kondylären Abschnitt oder eine zweite Kondyle 26 ein, die eine erste Lagerfläche 28 bzw. eine zweite Lagerfläche 30 vorsehen. Eine Femur-Aussparung 31 ist zwischen der ersten Kondyle 24 und der zweiten Kondyle 26 vorhanden. Die Femur-Komponente 16 schließt weiter einen gebogenen Patella-Abschnitt (Kniescheiben-Abschnitt) oder einen Patella-Kanal 44 ein, der am vorderen Abschnitt der Femur-Komponente 16 angeordnet ist. Der Patella-Kanal 44 ist so geformt, dass er ein anatomisches Führen einer natürlichen oder einer Prothese-Patella erlaubt. Die Patella-Prothesen, die mit der vorliegenden Erfindung kompatibel sind, können von unterschiedlicher Form sein, beispielsweise rund oder gewölbt geformt, und können aus Polyethylen, Polyethylen mit einer Teil-Versteifung oder anderen geeigneten Materialien aufgebaut sein. Die Femur-Komponente 16 ist vorzugsweise als einheitliche Struktur ausgebildet und bevorzugt aus einer biokompatiblen, hochfesten Legierung wie beispielsweise einer Cobalt-Chrom-Molybdän-Legierung oder einem anderen geeigneten Material gegossen. Alle Oberflächen, die nicht mit dem Femur 14 in Kontakt kommen, sind vorzugsweise blank poliert und liefern so glatte, gelenkmäßig verbundene Lagerflächen. Die Femur-Kontaktfläche 16a kann aufgerauht oder uneben sein und damit das Einwachsen von Knochen oder eine Befestigung mit Knochen-Zement erlauben.
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Die Tibia-Komponente 18 ist dafür angepaßt, an dem proximalen Ende der Tibia 12 befestigt zu werden, nachdem die Tibia 12 in einer in diesem Bereich bekannten Weise reseziert wurde. Die Tibia-Komponente 18 schließt eine im wesentlichen planare plattformartige Tibia-Platte 46 und einen sich nach unten erstreckenden Tibia-Stamm 48 ein. Der Tibia-Stamm 48 kann auch Stamm-Stege 48a und 48b zum Stabilisieren der Tibia-Platte 46 und zur Bildung eines Widerstands gegen Drehung der Tibia-Komponente 18 einschließen. Es versteht sich, dass andere passende Formen des Stamms 48 auch verwendet werden können, beispielsweise ein Querschnitt in Form eines I-Trägers bzw. Doppel-T-Trägers. Der Tibia-Stamm 48 ist dafür angepaßt, in einer entsprechenden Öffnung oder Bohrung aufgenommen zu werden, die von Chirurgen hergestellt wird und sich längs in das Zentrum der Tibia 12 erstreckt. Die Tibia-Platte 46 schließt auch einen ersten oder vorderen Tibia-Durchgang bzw. eine erste oder vordere Tibia-Aussparung 50 und einen zweiten oder hinteren Tibia-Durchgang bzw. eine zweite oder hintere Tibia-Aussparung 52 ein. Die Aussparungen 52 und 54 sind so angepaßt, dass sie ermöglichen, dass ein Abschnitt eines Implantats 70 (das nachfolgend beschrieben und in 3 veranschaulicht wird), das eine Verbindung zwischen der Tibia 12 und dem Femur 14 darstellt, die Tibia-Komponente 18 freihält. Der Tibia-Stamm 48 kann auch eine Stamm-Aussparung 55 einschließen, die ein zusätzliches Freihalten für den (nachfolgend beschriebenen) Tibia-Tunnel ermöglicht. Die Stamm-Aussparung 55 kann an jedem beliebigen Abschnitt des Stamms 48 eingeschlossen sein. Die Tibia-Platte 46 und der Tibia-Stamm 48 sind allgemein aus einer Cobalt-Chrom-Molybdän-Legierung oder einem anderen geeigneten biokompatiblen Material hergestellt. Die obere Fläche oder Oberfläche der Tibia-Platte 46 ist blank poliert und stellt so eine im wesentlichen glatte Tibia-Lagerfläche 54 bereit. Der Stamm 48 und die Stamm-Stege 48a und 48b können aufgerauht sein und so das Einwachsen von Knochen oder eine bessere Befestigung von Knochenzement erlauben.
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Das bewegliche Lager 20 ist zwischen der Femur-Komponente 16 und der Tibia-Komponente 18 angeordnet. Das bewegliche Lager 20 weist eine im wesentlichen planare untere Lagerfläche 60 auf, die sich in Bezug auf die glatt polierte Tibia-Lagerfläche 54, wie weiter unten beschrieben wird, gleitend bewegt und gelenkmäßig mit dieser in Verbindung steht. Das bewegliche Lager 20 schließt weiter eine erste Lagerfläche 62 und eine zweite Lagerfläche 64 ein. Die erste Lagerfläche 62 und die zweite Lagerfläche 64 stehen gelenkmäßig mit der ersten Lagerfläche 28 der ersten Kondyle 24 und der zweiten Lagerfläche 30 der zweiten Kondyle 26 der Femur-Komponente 16 in Verbindung. Das bewegliche Lager 20 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff mit chirurgischer Reinheit, niedriger Reibung und geringem Verschleiß, wie beispielsweise aus Polyethylen mit ultrahohem Molekulargewicht (ultra-high molecular weigth polyethylene; UHMWPE), oder einem anderen geeigneten Material gebildet.
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Das Lager 20 schließt auch einen vorderen Lager-Durchgang oder eine vordere Lager-Aussparung 66 und einen hinteren Lager-Durchgang oder eine hintere Lager-Aussparung 68 ein. Die vordere Lager-Aussparung 66 und die hintere Lager-Aussparung 68 sind in der Lager-Komponente 20 so gebildet, dass die Lager-Komponente 20 mit der Tibia-Lagerfläche 46 gelenkmäßig in Kontakt stehen kann, jedoch trotzdem noch eine Aussparung für das Implantat 70 beläßt. Mit anderen Worten: Die Lager-Komponente 20 kann auf der Tibia-Lagerfläche 46 gleiten, ohne durch das Implantat 70 beschränkt zu werden. Wie insbesondere in 2 gezeigt ist, sind der vordere Durchgang 66 und die hintere Aussparung 68 allgemein ovalförmig, so dass sich die Lager-Komponente 20 auf der Tibia-Lagerfläche 46 nach vorne und nach hinten bewegen kann, wenn sich die Femur-Komponente von einer Beugung zur Streckung bewegt, wie dies weiter nachfolgend beschrieben ist. Nach dem Zusammenbau befindet sich – wie besonders in 1 gezeigt wird – der vordere Tibia-Durchgang 50 im wesentlichen in Ausrichtung mit dem vorderen Lager-Durchgang 66, wenn die Knie-Prothese 10 gestreckt ist. Darüber hinaus befindet sich der hintere Tibia-Durchgang 52 im wesentlichen in Ausrichtung mit dem hinteren Lager-Durchgang 68, wenn die Knie-Prothese 10 gestreckt ist. Auf diese Weise kann das Implantat 70 durch die jeweiligen vorderen Aussparungen 50, 66 und hinteren Aussparungen 52, 68 durchtreten.
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Unter besonderer Bezugnahme auf 3 ist die Knie-Prothese 10 in ein Kniegelenk implantiert gezeigt. Insbesondere wurde die Femur-Komponente 16 auf das distale Ende des Femur 14 implantiert. Weiter wurde die Tibia-Komponente 18 an dem proximalen Ende der Tibia 12 befestigt. Das Lager 20 wurde zwischen der Tibia-Komponente 18 und der Femur-Komponente 16 angeordnet. Die implantierte Knie-Prothese 10 weist eine Gelenk-Ebene oder einen Gelenk-Abschnitt auf. Die Tibia-Lagerfläche 46 der Tibia-Komponente 18 stellt eine Gelenk-Ebene A dar. Dies ist die Ebene, auf der sich das Lager 20 gelenkmäßig bewegt. Darüber hinaus weist ein Gelenk-Bereich oder ein Gelenk-Abschnitt der Knie-Prothese 10 allgemein eine untere Ebene auf, die der Tibia-Lagerfläche 46 entspricht. Eine obere Ebene ist durch die erste und zweite Lagerfläche 28 und 30 der Femur-Komponente 16 definiert. Schließlich weist der Gelenk-Bereich vordere, hintere, laterale und mediale Seiten aufgrund der vorderen, hinteren, medialen und lateralen Kanten der Femur-Komponente 16 und der Tibia-Komponente 18 auf.
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In 3 ist auch das Implantat 70 veranschaulicht, das als ACL-Implantat 70 (Implantat des vorderen Kreuzbands 70) veranschaulicht ist. Das ACL-Implantat 70 kann in den Femur 14 unter Verwendung irgendwelcher allgemein bekannter Mittel und Implantate implantiert werden. Die Knie-Prothese 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Anordnung einer natürlichen ACL (eines natürlichen vorderen Kreuzbands) unter Anwendung allgemein bekannter ACL-Ersatz- bzw. Implantat-Verfahrensweisen aufgrund der vorderen Aussparungen 50, 66. Insbesondere wird es ermöglicht, dass sich das ACL-Implantat 70 (Implantat des vorderen Kreuzbands) durch einen und von einem Tibia-Tunnel 72 zu einem Femur-Tunnel 74 erstreckt, und zwar aufgrund der vorderen Tibia-Aussparung 50 und der vorderen Lager-Aussparung 66. Das ACL-Implantat 70 ist in der Lage, sich durch die Tibia-Gelenk-Ebene A und den Knie-Prothese-Gelenk-Bereich zu erstrecken, die die Abschnitte der Knie-Prothese 10 ausmachen. Es ist auf die vorderen Aussparungen 50, 66 zurückzuführen, dass sich das ACL-Implantat 70 (das Implantat 70 für ein vorderes Kreuzband) frei von dem Gelenkbereich der Knie-Prothese 10 erstrecken kann. Das ACL-Implantat 70 wird dann über eine Femur-Fixiervorrichtung 76 geschlungen, wie beispielsweise diejenige, die offenbart ist in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/342,324 (Titel: Bonemulch Screw Assembly for Endosteal Fixation of Soft Tissue Grafts and Method for Using Same) und derjenigen, die in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 10/066,519 (Titel: Apparatus and Method for Manipulating a Flexible Strand and Soft Tissue Replacement During Surgery) offenbart ist; die Offenbarung beider Druckschriften wird durch die Inbezugnahme in die vorliegende Anmeldung übernommen. Dann wird das ACL-Implantat 70 nach außen durch die vorderen Aussparungen 50, 66 der Knie-Prothese 10 zurückgeführt und wird an der Tibia 12 unter Verwendung einer Tibia-Fixiervorrichtung 80 befestigt. Die Tibia-Fixiervorrichtung 80 kann jede passende Tibia-Fixiervorrichtung wie beispielsweise die Vorrichtung sein, die offenbart ist in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/616,544 (Titel: Apparatus and Method for Tibial Fixation of Soft Tissue); die Offenbarung der genannten Druckschrift wird durch die Inbezugnahme in die vorliegende Anmeldung übernommen.
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Die Implantation des ACL-Implantats 70 (Implantat 70 für ein vorderes Kreuzband) ermöglicht es, dass eine Knie-Prothese genauer biologische Bewegungen simuliert, und erhöht die Langlebigkeit des Knies. Darüber hinaus kann das ACL-Implantat 70 ein biologisches Implantat sein. Dies ermöglicht eine sichere anfängliche mechanische Verbindung des Femur 14 und der Tibia 12 unter Verwendung des ACL-Implantats 70 und der Femur-Fixiervorrichtung 76 und der Tibia-Fixiervorrichtung 80. Daher ist keine andere Fixiereinrichtung zur Wiederherstellung der Funktion des vorderen Kreuzbands (ACL) in einem biologischen Knie erforderlich. Weiter reduziert die Verwendung eines biokompatiblen ACL-Implantats 70 (Implantat 70 für ein vorderes Kreuzband) die Möglichkeit der Abstoßung und die Gesamt-Lebensdauer des Funktionierens des ACL-Implantats 70. Insbesondere können die dem Patienten eigenen Sehnen zur Herstellung des ACL-Implantats 70 verwendet werden.
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In der ersten Anwendung der ersten Ausführungsform, wie sie in den 1 bis 5 veranschaulicht ist, wird das ACL-Implantat 70 (Implantat 70 für ein vorderes Kreuzband) so konfiguriert, dass es die Funktion des biologischen vorderen Kreuzbands nachvollzieht. In dieser Konfiguration ist das ACL-Implantat 70 mit der Tibia 12 und dem Femur 14 in einer Konfiguration verbunden, wie sie in den 3 bis 5 gezeigt ist und oben beschrieben wurde. Das ACL-Implantat 70 trägt dazu bei, eine hintere Subluxation des Femur 14 zu verhindern. Eine zweite Verwendung schließt ein PCL-Implantat 90 (Implantat für ein hinteres Kreuzband 90) ein, das die Tibia 12 und den Femur 14 verbindet. Wenn das Kniegelenk von Beugung zu Streckung bewegt wird, wie es besonders in den 10a bis 10e gezeigt ist, beschränkt das Implantat für das hintere Kreuzband 90 (PCL-Implantat 90) die hintere Bewegung der Tibia 12 in Bezug auf den Femur 14 und ruft ein Zurückrollen hervor.
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Unter Bezugnahme auf 6 wird eine dritte Verwendung der ersten Ausführungsform der Knie-Prothese 10 veranschaulicht. Die in 6 veranschaulichte Knie-Prothese 10 ist im Wesentlichen identisch der Knie-Prothese 10, wie sie in Bezug auf die 1 bis 5 beschrieben wurde. In 6 veranschaulicht ist die Knie-Prothese 10, die sowohl die Implantation des ACL-Implantats 70 (Implantat für das vordere Kreuzband) als auch die Implantation des PCL-Implantats 90 (Implantat für das hintere Kreuzband) einschließt. Es versteht sich, dass das ACL-Implantat 70, das in den 1 bis 5 veranschaulicht ist, implantiert wird, um ein natürliches ACL (vorderes Kreuzband) zu ersetzen. Das PCL-Implantat 90 (Implantat für ein hinteres Kreuzband), das in 6 veranschaulicht ist, ist ein Implantat, das ein PCL (hinteres Kreuzband) ersetzt, das reseziert oder in einem natürlichen Knie beschädigt wurde. Das PCL-Implantat 90 wird jedoch im wesentlichen ähnlich dem ACL-Implantat 70 implantiert, wie nachfolgend beschrieben wird. Es versteht sich, dass die passenden Winkel und die Spannung des PCL-Implantats 90 notwendigerweise von denselben Winkeln und der Spannung des ACL-Implantats 70 abweichen. Es versteht sich auch, dass das PCL-Implantat 90 aus denselben oder ähnlichen Materialien gebildet werden kann wie das ACL-Implantat 70.
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Das PCL-Implantat erstreckt sich durch einen hinteren Tibia-Tunnel 72' und einen hinteren Femur-Tunnel 74', der in dem Femur 14 gebildet ist. Das PCL-Implantat 90 wird zuerst durch den hinteren Tibia-Tunnel 72' und dann durch die hintere Tibia-Aussparung 52 geführt. Das PCL-Implantat 90 wird durch die hintere Lager-Aussparung 68 geführt. Das PCL-Implantat 90 wird dann durch den hinteren Femur-Tunnel 74 geführt und darin mit einer Femur-Fixiervorrichtung 76' befestigt. Die Femur-Fixiervorrichtung 76' kann jede beliebige passende Femur-Fixiervorrichtung sein und kann identisch mit der Femur-Fixiervorrichtung 76 sein, die in 3 veranschaulicht ist. Nachdem das PCL-Implantat 90 über die Femur-Fixiervorrichtung 76' geführt wurde, werden beide Enden des PCL-Implantats 90 dann an der Tibia 12 unter Verwendung irgendeiner geeigneten Tibia-Fixiervorrichtung 80' fixiert. Die Tibia-Fixiervorrichtung 80' kann identisch mit der Tibia-Fixiervorrichtung 80 sein, die in 3 veranschaulicht ist. Es versteht sich, dass die dritte Verwendung, die in 6 veranschaulicht ist, dieselben Merkmale einschließt wie die erste Verwendung, die in den 1 bis 5 veranschaulicht ist. Allgemein schließen diese ein, dass die hintere Lager-Aussparung 68 möglich macht, dass sich das Lager 20 während des Beugens des Kniegelenks bewegt. Weiter wird das PCL-Implantat 90 gewonnen und implantiert mit im wesentlichen denselben Techniken und Verfahrensweisen, wie sie oben beschrieben wurden, jedoch unter Schaffung eines hinteren Tibia-Tunnels 72' und eines hinteren Femur-Tunnels 74'.
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Die Knie-Prothese 10 läßt sowohl einen Ersatz des gesamten Knies zu und läßt auch zu, dass ein biologisches Implantat entweder ein reseziertes ACL (vorderes Kreuzband), PCL (hinteres Kreuzband) oder beide ersetzt. Es kann nötig sein, dass das ACL und das PCL ersetzt werden, wenn sie gefährdet sind oder nicht funktionieren. Auf diese Weise kann eine unmittelbare mechanische Fixierung des Knies erreicht werden, ohne dass die Verwendung synthetischer mechanischer Vorrichtungen erforderlich ist. Insbesondere können die Implantate 70, 90 aus dem eigenen Gewebe des Patienten gebildet werden, in den die Knie-Prothese 10 implantiert wird. Dies eliminiert im wesentlichen irgendwelche Komplikationen bezüglich Wechselwirkungen zwischen dem Implantat und dem Patienten. Weiter haben die Implantate 70, 90 allgemein eine größere Lebensdauer als bekannte künstliche Komponenten, die als Teil einer Knie-Prothese gebildet werden.
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Die Knie-Prothese 10 einschließlich des ACL-Implantats 70 gemäß der vorliegenden Erfindung können nach irgendeiner passenden Methodologie gebildet werden. Die folgenden Ausführungen (obwohl es nicht beabsichtigt ist, dass diese eine erschöpfende Erklärung liefern) beschreiben die Implantation einer Knie-Prothese 10 und des ACL-Implantats 70. Darüber hinaus können sowohl das ACL-Implantat 70 (Implantat für das vordere Kreuzband) als auch das PCL-Implantat 90 (Implantat für das hintere Kreuzband) implantiert werden. Die Verfahrensweise kann auch angewendet werden, um einen Ersatz des gesamten Knies durchzuführen, das ein Band aufweist, das die Funktion des PCL-Implantats 90 ausführt, und zwar mit nur geringfügigen Änderungen. Es kommt auch in Betracht, dass die Knie-Prothese 10 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Anwendung mehrerer Schritte implantiert wird, die nicht in der Verfahrensbeschreibung zu finden sind, nicht veranschaulicht sind oder nicht beschrieben sind, jedoch nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen.
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Allgemein schließt das Verfahren eine vollständige Resektion sowohl des ACL-Bandes (vorderen Kreuzbandes) als auch des PCL-Bandes (hinteren Kreuzbandes) unter Ermöglichen eines Ersatzes des gesamten Knies und einer Rekonstruktion mit dem ACL-Implantat 70 und dem PCL-Implantat 90 ein. Obwohl die folgende Beschreibung sich speziell auf den Ersatz des gesamten Knies einschließlich des ACL-Implantats 70 bezieht, versteht es sich, dass eine ähnliche Verfahrensweise auch angewendet werden kann, um die erforderlichen hinteren Tunnels für das PCL-Implantat 90 (Implantat für das hintere Kreuzband) auszubilden.
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Zuerst wird das proximale Ende der Tibia 12 reseziert und in eine solche Form gebracht, dass es der Größe und Form der Tibia-Komponente 18 entspricht. Als nächstes wird der distale End-Abschnitt des Femurs 14 reseziert und in solche Form gebracht, dass er der Größe und Form der Femur-Komponente 16 entspricht. Die Tibia 12 und der Femur 14 können unter Anwendung verschiedener Verfahrensweisen reseziert werden, die in diesem technischen Gebiet bekannt sind. Beispielsweise können die Tibia 12 oder der Femur 14 unter Verwendung einer Knochensäge, eines Meißels oder eines Lasers reseziert werden.
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Die innere Physiologie und Geometrie, speziell nach Resektionen, kann einer speziellen Tibia-Komponente und einer speziellen Femur-Komponente entsprechen, so dass ein Tibia-Tunnel und ein Femur-Tunnel, die unter Verwendung spezieller Test-Komponenten produziert werden, einen vorbestimmten Grad der Beschränkung und des Zurückrollens in dem Knie produzieren. Eine vorabgestimmte Test-Komponente erlaubt es einem Arzt, den Grad des Zurückrollens oder der Beschränkung vorzubestimmen, der in dem Knie produziert wird, nachdem die Knie-Prothese implantiert wurde und die Rekonstruktion des ACL-Implantats 70 und des PCL-Implantats 90 abgeschlossen sind. Dies erlaubt es einem Arzt, besser die kinematischen Eigenschaften des implantierten Knies zu verstehen, so dass ein passendes Knie für einen speziellen Patienten ausgewählt werden kann. Daher kann eine Mehrzahl von verwandten Test-Komponenten zur Herstellung der erforderlichen Tibia- und Femur-Tunnel in Verbindung mit einer speziellen Mehrzahl von Knie-Implantaten verwendet werden, so dass ein vorbestimmter Grad der Beschränkung und Bewegung des Knies bekannt ist.
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Um sicherzustellen, dass ein genügender Grad (oder ein bestimmter Grad) des Zurückrollens oder der Beschränkung durch die Knie-Prothese vorgesehen wird, können die Tunnels, die sowohl die Tibia-Tunnels 72, 72' als auch die Femur-Tunnels 74, 74' ausbilden, präzise ausgebildet und mit einer speziellen Knie-Gesamtprothese abgestimmt werden, um die gewünschten Grade an Zurückrollen und Beschränkung zu erzielen. Beispielsweise kann – unter Bezugnahme auf 7 – der vordere Tibia-Tunnel 72 unter Verwendung einer Tibia-Test-Komponente 91 und einer Tibia-Bohrer-Führung 92 gebildet werden. Ein Tibia-Versuchs-Stamm 91 wird in die Bohrung eingepaßt, die in der Tibia 12 ausgebildet ist, um die Tibia-Komponente 18 aufzunehmen. Die Tibia-Versuchs-Komponente 91 stellt jedoch sicher, dass die passende Tibia-Komponente 18 gewählt wird. Der Tibia-Versuchs-Stamm 91a ist beispielhaft in einer I-Träger-Konfiguration (Doppel-T-Träger-Konfiguration) veranschaulicht. Es versteht sich, dass andere Stamm-Konfigurationen angewendet werden können. Es versteht sich auch, dass die I-Träger-Konfiguration als Stamm der Tibia-Prothese-Komponente verwendet werden kann. Darüber hinaus kann die Tibia-Versuchs-Komponente 91 auch unterstützend dahin gehend wirken, das Werkzeug oder die Bohrerspitze zu leiten, die den Tibia-Tunnel ausbildet. Insbesondere schließt die Tibia-Versuchs-Komponente 91 eine Tibia-Versuchs-Platte 93 ein, die eine vordere Führungsbohrung 94 und eine hintere Führungsbohrung 95 einschließt.
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Die Tibia-Platte 93 nimmt auch die Tibia-Bohrer-Führung 92 auf, die eine Bohrer-Führungsbohrung 96 einschließt und mit der Tibia-Platte 93 gekoppelt ist. Obwohl die Tibia-Bohrer-Führung 92 an der Tibia-Platte 93 unter Verwendung passender Mittel aufgenommen werden kann, um sicherzustellen, dass die Bohrerführung sich während der Vorgehensweise nicht bewegt, wird die Tibia-Bohrer-Führung 92 beispielhaft auf der Tibia-Versuchsplatte 93 in Haltebohrungen 97a und 97b aufgenommen, die Bohrerführungs-Zapfen 98a und 98b aufnehmen. Wenn die Zapfen 98a, 98b in den Bohrungen 97a, 97b aufgenommen sind, ist die Tibia-Bohrerführung 92 im wesentlichen auf der Tibia-Versuchs-Komponente 91 fixiert. Eine Mehrzahl von unterschiedlichen Tibia-Bohrerführungen 92 kann bereitgestellt werden, um verschiedene und unterschiedliche Tibia-Tunnels 72 auszubilden. Die Bohrerführungs-Bohrung 96 schließt einen Winkel θ relativ zu der Tibia-Versuchsplatte 93 ein. Der Winkel θ stellt sicher, dass nur ein vorbestimmter Tibia-Tunnel 72 gebildet wird. Verschiedene Tibia-Bohrerführungen 92 können Winkel, die von dem Winkel θ verschieden sind, einschließen, um verschiedene andere Variationen des Tibia-Tunnels vorzusehen.
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Der Winkel des Tibia-Tunnels 72 relativ zu der Tibia-Komponente und der Femur-Komponente bestimmen den Punkt, an dem ein Zurückrollen auftreten kann. Durch dessen Variation kann die Zeit, zu der Zurückrollen beginnt, geändert und vorbestimmt werden. Die Positionierung der Tibia-Tunnels 72 bei verschieden Grad-Werten kann auch andere Beschränkungen der implantierten Prothese steuern.
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Eine Bohrerspitze 99 kann dann durch die Führungsbohrung 96 und durch passende Führungsbohrungen 94 oder 95 eingeschoben werden. Wenn der Tibia-Tunnel 72 gebildet werden sollte, dann wird die Bohrer-Führungsbohrung 96 mit der vorderen Führungsbohrung 94 in einer Linie ausgerichtet. Dies hilft dem Arzt beim Ausbilden des passenden Tibia-Tunnels zur Aufnahme des ACL-Implantats 70 und zur Erzeugung der gewünschten Beschränkung des Prothese-Knies. Die passende Tibia-Bohrerführung 92 kann auch an den Bohrungen 97a, 97b befestigt werden, damit sie der hinteren Führungsbohrung in Linie ausgerichtet werden kann, um den hinteren Tibia-Tunnel zu bilden. Es versteht sich, dass verschiedene Knie-Prothesen Gebrauch von unterschiedlichen Tibia-Schalen-Versuchskomponenten 91 und verschiedenen Tibia-Bohrerführungen 92 machen können, um die gewünschten Tibia-Tunnel zu produzieren.
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Obwohl dies nicht speziell veranschaulicht ist, kann eine Tibia-Bohrerführung auch speziell an die Bohrung angepaßt werden, die in der Tibia 12 gebildet wird, um den Tibia-Stamm 48 der Tibia-Komponente 18 aufzunehmen. Dies eliminiert das Erfordernis der Tibia-Test-Komponente 91, wenn man den Tibia-Tunnel ausbildet.
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Darüber hinaus kann auch eine Führung für den Femur-Bohrer vorgesehen werden, um die Femur-Tunnels auszubilden. Die Femur-Bohrer-Führung kann auch an eine Femur-Test-Komponente angepaßt sein. Alternativ dazu kann die Femur-Bohrerführung an die Schnitte angepaßt sein, die an dem Femur durchgeführt werden, damit er die Femur-Komponente aufnehmen kann. In jedem der Fälle wird die Femur-Bohrerführung aufgenommen und relativ zu dem Femur fixiert, um ein im wesentlichen fixiertes Führen der Bohrerspitze zu erlauben, die die Femur-Tunnels bildet. Eine Mehrzahl von Femur-Bohrerführungen kann auch vorgesehen werden um verschiedene Femur-Tunnel 74 herzustellen. Auch hier erzeugen die verschiedenen Femur-Tunnels verschiedene und unterschiedliche Beschränkungen der implantierten Knie-Prothese.
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Diese und andere ähnliche Instrumente erlauben eine präzise Anordnung der Komponenten während der Implantation. Darüber hinaus kann eine Mehrzahl präzise geformter Komponenten gewählt und verwendet werden, um eine optimale Knie-Geometrie und einen optimalen Bewegungsbereich oder eine ausgewählte Knie-Geometrie und einen ausgewählten Bewegungsbereich zu bilden. Dies ermöglicht es einem Arzt, selektiv zu wählen, welche aus einer Vielzahl von Sätzen von Knie-Prothesen für einen speziellen Patienten erforderlich ist. Jeder Satz kann spezielle Beschränkungs- und Zurückroll-Werte in Abhängigkeit von den verschiedenen Tunnels aufweisen, die durch die Femur- oder Tibia-Bohrerführungen gebildet werden. So werden die Tibia-Tunnels und Femur-Tunnels, die ausgebildet werden, um das ACL-Implantat 70 (Implantat 70 für das vordere Kreuzband) oder das PCL-Implantat 90 (Implantat 90 für das hintere Kreuzband) aufzunehmen, in den passenden Winkel gebildet, um die gewünschte Menge an Beschränkung und Zurückrollen in dem Prothese-Knie zu produzieren.
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Als nächstes werden die Tibia-Komponente 18 und die Femur-Komponente 16 befestigt. Die Tibia-Komponente 18 wird an dem resezierten Abschnitt der Tibia 12 befestigt und so orientiert, dass sie erlaubt, dass sich die Tibia-Lagerfläche 54 im allgemeinen weg von dem proximalen Endabschnitt der Tibia erstreckt. Die Femur-Komponente 16 wird an dem resezierten Abschnitt des Femur 14 befestigt und ermöglicht es, dass sich die Lagerflächen 28, 30 allgemein distal von dem Endabschnitt des Femur 14 erstrecken. Die Tibia-Komponente 18 und die Femur-Komponente 16 können mit allgemein bekannten Fixierungsmitteln befestigt werden. Beispielsweise kann ein Knochenzement verwendet werden, und rauhe Bereiche erlauben das Einwachsen von Knochen.
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Der nächst Schritt ist, das Lager-Element 20 zwischen der Tibia-Komponente 18 und der Femur-Komponente 16 anzubringen, obwohl es sich versteht, dass der Tibia-Tunnel 72 und der Femur-Tunnel 74 gebildet werden, bevor das Lager 20 angebracht wird. Das Lager 20 ist so angeordnet, dass es ermöglicht, dass die erste und die zweite Lager-Fläche 62, 64 gelenkmäßig mit der Femur-Lagerfläche 28, 30 in Kontakt kommt und die Lager-Fläche 60 gelenkmäßig mit der Tibia-Lagerfläche 54 in Kontakt kommt. Im wesentlichen ist das Lager 20 zwischen der Tibia-Komponente 18 und der Femur-Komponente 16 angeordnet.
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Um die Knie-Prothese 10 zu verbinden wird das ACL-Implantat 70 (Implantat 70 für das vordere Kreuzband) an der Tibia 12 mit der Tibia-Fixiervorrichtung 80 und an dem Femur 14 mit der Femur-Fixiervorrichtung 70 befestigt. Um das ACL-Implantat zu bilden, wird ein biologisches Implantat hergestellt, wie es in diesem technischen Bereich bekannt ist. Das ACL-Implantat 70 kann ein Transplantat einiger unterschiedlicher Typen sein. Beispielsweise können die ACL-Implantate 70 (Implantate 70 für das vordere Kreuzband) ein Alograft, ein Xenograft, ein Autograft oder synthetisches Implantat (Graft) sein. Ein synthetisches Implantat kann irgendein nicht-biologisches Gewebe sein, dass im wesentlichen alle biologischen Merkmale eines ACL-Implantats 70 simuliert. Ein spezielles Beispiel ist das ACL-Implantat 70, das gebildet wird aus einem Autograft aus ischiokruralen Muskeln. Auf diese Weise liefert der Patient patienteneigenes ACL-Implantat 70 (Implantat 70 für das vordere Kreuzband).
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Wie oben beschrieben, ist der Tibia-Tunnel oder die Tibia-Bohrung 72 durch die Tibia 12 gebohrt. Dies wird allgemein durchgeführt unter Verwendung der Tibia-Bohrerführung 92, die an der Tibia-Test-Komponente 91 befestigt ist. Der Femur-Tunnel 74 wird in dem Femur 14 auch allgemein unter Verwendung einer Femur-Bohrerführung gebildet. Der Tibia-Tunnel 72 hat typischerweise einen Durchmesser zwischen 7 und 13 Millimetern und wird unter Verwendung der Bohrerspitze 99 und eines Treibers gebohrt. Der Tibia-Tunnel 72 tritt an der vorderen Tibia-Aussparung 50 aus und tritt in die Tibia 12 an einer Stelle etwa 50 mm von der Mitte der Tibia-Platte zum Tibia-Höcker oder am medialen Kortex ein. Da sich der Tibia-Tunnel 72 in einem bestimmten Winkel durch die Tibia 12 erstreckt, schafft er eine elliptische Eintrittsöffnung 73 und eine elliptische Austrittsöffnung nahe der vorderen Tibia-Aussparung 50. Wie oben diskutiert, können passende Femur- oder Tibia-Bohrerführungen zum Bilden der Tunnels verwendet werden. Alternativ dazu kann eine Bohrerspitze die entsprechenden Tibia- und Femur-Tunnels bilden.
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Um das ACL-Implantat 70 zu sichern wird Femur-Fixiervorrichtung 76 in den Femur 14 eingesetzt. Die Femur-Fixiervorrichtung 76 kann jede beliebige einer Vielzahl von Befestigungseinrichtungen sein, die das ACL-Implantat 70 an dem Femur 14 befestigen. In einer bevorzugten Ausführungsform liefert eine Knochenmulch-Schraube die Femur-Fixiervorrichtung 76 in dem Femur 41. Die Femur-Fixiervorrichtung 76 schließt einen Schaft-Abschnitt 76a, der mit einem Abschnitt des ACL-Implantats 70 in Eingriff kommt, und einen mit einem Gewinde versehenen Abschnitt 76b ein, der mit dem Knochen des Femur 14 in Eingriff kommt. Die Femur-Fixiervorrichtung 76 wird dadurch installiert, dass man den Fixier-Tunnel 75 in den Femur 14 bohrt und die Femur-Fixiervorrichtung 76 in den Femur 14 einschraubt.
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Wenn die Femur-Fixiervorrichtung 76 in den Fixier-Tunnel 75 eingesetzt ist, mulcht oder entfernt sie Knochen-Teile des Femur 14 und füllt so den Fixier-Tunnel 75 mit Knochen-Mulch. Dies sorgt für eine erste anfängliche Fixierung der Femur-Fixiervorrichtung 76 in dem Fixier-Tunnel 75, die im wesentlichen dauerhaft ist. Weiter erhöht der Knochen-Mulch, der innerhalb des Fixier-Tunnels 75 geschaffen wird, die Geschwindigkeit des Knochen-Einwachsens in den Fixier-Tunnel 75. Sobald Knochen in den Fixier-Tunnel 75 einwächst, wird die Femur-Fixiervorrichtung 76 im wesentlichen dauerhaft an Ort und Stelle gehalten, so dass sie sich nicht aus dem Fixier-Tunnel 75 heraus bewegt. Es versteht sich jedoch, dass die Knochen-Mulch-Schrauben nicht das einzige Verfahren zum Fixieren des ACL-Implantats 70 (Implantat 70 für das vordere Kreuzband) innerhalb des Femur-Tunnels 74 ist.
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Sobald die Knie-Prothese
10 implantiert und das ACL-Implantat
70 an Ort und Stelle zur Verwendung der Femur-Fixiervorrichtung
76 fixiert ist, kann die passende Spannung des ACL-Implantats
70 erzeugt werden, bevor die Tibia-Fixiervorrichtung
80 angebracht wird. Allgemeine Verfahren zum Spannen des ACL-Implantats
70 schließen diejenigen ein, die beschrieben sind in dem
US-Patent Nr. 5,507,750 (Titel: Method and Apparatus for Tensioning Grafts and Ligaments); durch die Inbezugnahme wird diese Druckschrift in die vorliegende Beschreibung übernommen. Nach dem Spannen wird das ACL-Implantat
70 an der Tibia
12 mit der Tibia-Fixiervorrichtung
80 befestigt.
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Es wird nun auf die 8 und 9 Bezug genommen. Eine zweite Ausführungsform einer Knie-Prothese 100 ist veranschaulicht, wobei gleiche Bezugszeichen ähnliche Abschnitte identifizieren, wie dies oben beschrieben wurde. Die Knie-Prothese 100 schließt eine Femur-Komponente 102, ein Lager 104 und eine Tibia-Komponente 106 ein. Die Femur-Komponente schließt eine erste Kondyle 108 und eine zweite Kondyle 110 ein. Die erste Kondyle 108 weist eine erste Femur-Lagerfläche 112 auf, und die zweite Kondyle 110 weist eine zweite Femur-Lagerfläche 114 auf. Eine Femur-Aussparung 115 ist zwischen der ersten Kondyle 108 und der zweiten Kondyle 110 vorhanden. Ein Patella-Kanal 116 ist zwischen der ersten Kondyle 108 und der zweiten Kondyle 110 vorhanden. Der Patella-Kanal 116 kann entweder eine natürliche Patella (Kniescheibe) oder ein Patella-Implantat aufnehmen.
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Das Lager 104 ist im Wesentlichen ein bewegliches Lager. Das Lager 104 schließt eine Femur-Lagerfläche 118, die eine erste Kondylen-Lagerfläche 120 und eine zweite Kondylen-Lagerfläche 122 einschließt, ein. Die Kondylen-Lagerflächen 120, 122 nehmen die Lagerflächen 112, 114 der Femur-Komponente 102 auf. Das Lager 104 schließt auch eine Tibia-Lagerfläche 124 ein. Auf der Vorderseite des Lagers 104 ist ein vorderer Lager-Durchgang oder eine vordere Lager-Aussparung 126 gebildet. Auf der Rückseite des Lagers 104 ist ein hinterer Lager-Durchgang oder eine hintere Lager-Aussparung 128 gebildet.
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Die Tibia-Komponente 106 schließt einen Tibia-Stamm 130 ein, der derart ausgebildet ist, dass er von dem oberen Abschnitt des medialen Abschnitts der Tibia 12 aufgenommen wird. Stabilisierungsflügel 132 sind eingeschlossen, und zwar sowohl für den Zweck einer Verstärkung des Tibia-Plateaus 134 als auch zum Erreichen eines Widerstands gegen Drehungen der Tibia-Komponente 106 nach der Implantation. Das proximale Ende des Tibia-Plateaus bzw. der Tibia-Platte 140 zeigt eine Tibia-Lagerfläche 136. Die Tibia-Lagerfläche 136 ist so angelegt, dass sie im wesentlichen zu der Tibia-Lagerfläche 124 des Lagers 104 nach der Implantation paßt. In einer vorderen Ecke der Tibia-Platte 134 ist auch ein vorderer Tibia-Durchgang bzw. eine vordere Tibia-Aussparung 138 gebildet. Auf einer hinteren Ecke der Tibia-Platte 134 ist ein hinterer Tibia-Durchgang bzw. eine hintere Tibia-Aussparung 140 gebildet. Der Tibia-Stamm 130 kann auch eine Stamm-Aussparung 141 für die jeweiligen Tibia-Aussparungen 138 und 140 einschließen. Der Tibia-Stamm 130 kann auch eine I-Träger-Konfiguration (Doppel-T-Träger-Konfiguration) aufweisen, wie dies bei dem Tibia-Versuchs-Stamm 91a veranschaulicht ist. Die I-Träger-Konfiguration schließt inhärente Aussparungen ein, so dass es nicht erforderlich sein kann, dass eine zusätzliche Stamm-Aussparung 141 vorhanden ist. Es versteht sich auch, dass eine I-Träger-Konfiguration für den Stamm 48 gemäß den obigen Ausführungsformen verwendet werden kann.
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Allgemein sind die Lagerflächen 112, 114 der Femur-Komponente 102 und die Tibia-Lagerfläche 136 der Tibia-Komponente 106 hochglanz-poliert, so dass das Lager 104 in der Lage ist, sich frei zwischen den Lagerflächen zu bewegen. Der Aufbau der Knie-Prothese 100 ist im wesentlichen ähnlich dem der Knie-Prothese 10 der ersten Ausführungsform. Mit anderen Worten: Der Tibia-Stamm 130 und die proximalen Seiten der Femur-Komponente 102 können mit irgendeinem Mittel zum Fixieren in den jeweiligen Knochen versehen sein. Statt eine geschlossene Aussparung einzuschließen, werden bei der Knie-Prothese 100 offene Aussparungen 126, 128, 138 und 140 vorgesehen.
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Unter besonderer Bezugnahme auf 9 wird erläutert, dass die Knie-Prothese 100 in ein Knie implantiert wird, und das ACL-Implantat 70 (Implantat 70 für ein vorderes Kreuzband) oder das PCL-Implantat 90 (Implantat 90 für ein hinteres Kreuzband) werden verwendet, um die Tibia 12 und den Femur 14 wieder zu befestigen. Das ACL-Implantat 70 ist in der Lage, außer Berührung mit der vorderen Tibia-Aussparung 138 und der vorderen Lager-Aussparung 126 zu bleiben. Im Hinblick darauf, dass das ACL-Implantat 70 nicht in Bohrungen eingeschlossen ist, die in der Knie-Prothese 10 gebildet sind, erlaubt die Knie-Prothese 100 mehr Freiheit des ACL-Implantats nach der Implantation. In ähnlicher Weise ist es möglich, dass das PCL-Implantat 90 außer Berührung mit der hinteren Tibia-Aussparung 140 und dem hinteren Lager-Durchgang 128 bleibt. Das Implantat weist offene Aussparungen und keine Bohrungen auf und ermöglicht dadurch eine größere Bewegungsfreiheit der Implantate 70 und 90 nach der Implantation und eine natürlichere Bewegung des Knies. Darüber hinaus liegt deswegen, weil das Lager 104 eine Translationsbewegung auf die Tibia-Lagerfläche aufbringt, wenn das Knie in Beugung geht, das ACL-Implantat 70 nicht an irgendwelchen Aussparungen an, da die vordere Lager-Aussparung 126 im wesentlichen offen ist. Weiter ist die hintere Lager-Aussparung 128 groß genug, so dass das PCL-Implantat 90 nicht zum Anliegen an das Lager 104 kommt, wenn sich das Lager 104 gelenkmäßig bewegt, wenn das Knie gebeugt wird.
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Das Verfahren zum Implantieren der Knie-Prothese 100 ist im wesentlichen ähnlich der Implantation der Knie-Prothese 10 der ersten Ausführungsform. Weiter ist die Implantation des ACL-Implantats 70 (Implantat 70 für das Kreuzband) oder des PCL-Implantats 90 (Implantat 90 für das hintere Kreuzband) im wesentlichen ähnlich bei der Knie-Prothese 100 gemäß der zweiten Ausführungsform, wie es die Implantation bei Knie-Prothese 10 gemäß der ersten Ausführungsform ist. Daher werden die Verfahrensweisen des Implantierens der Knie-Prothese 100 und der verbundenen ACL- oder PCL-Implantate 70 oder 90 nicht wiederholt.
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Man wendet sich nun den 10a bis 10e zu. Es sind partielle sagittale Schnittansichten der Gelenk-Prothese 10, die die Bewegung der Femur-Komponente 16, des beweglichen Lagers 20 und des PCL-Implantats 90 relativ zu der Tibia-Komponente 18 veranschaulichen, von der vollständigen Streckung in 10a bis zur vollständigen Beugung in 10e gezeigt. Obwohl die Bewegung in Beziehung zu der ersten Ausführungsform der Knie-Prothese 10 veranschaulicht ist, versteht es sich, dass die zweite Ausführungsform der Knie-Prothese 100 in im wesentlichen ähnlicher Weise arbeitet. In 10a ist die Knie-Prothese 10 – sowohl von vorne als auch von hinten – inhärent stabil bei voller Streckung, wenn der Patient steht. In dieser Position ruhen die erste und die zweite Femur-Lagerfläche 28 und 30 innerhalb der ersten und zweiten Lagerflächen 62 und 64 des beweglichen Lagers 20. Wenn die Knie-Prothese 10 eine starke Überdehnung eingehen würde oder Vorwärts-Rückrollkräften ausgesetzt wäre (etwa 10 Grad), würde das PCL-Implantat 90 den Femur 14 und die Tibia 12 stabilisieren. Dieser Eingriff vermeidet auch eine Posterior-Verlagerung der Femur-Komponente 16 relativ zu der Tibia-Komponente 18.
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Die Femur-Komponente 16 ist – in Bezug auf die Tibia-Komponente 18 und das bewegliche Lager 20 – allgemein am meisten unbeschränkt zwischen voller Dehnung, wie sie in 10a veranschaulicht ist, und dem Punkt der Beugung, an dem das PCL-Implantat 90 beginnt, den Femur 14 und die Tibia 12 allgemein zu halten und zu stabilisieren, wie dies in 10b veranschaulicht ist. Diese Stabilisierung tritt allgemein auf, wenn das Knie beginnt, sich zu beugen. Innerhalb dieses Bereichs ist der Femur-Komponente 16 gestattet, eine Translationsbewegung in der sagittalen Ebene zusammen mit dem Lager 20 relativ zu der Tibia-Komponente 18 auszuführen. Da das Lager 20 in der Lage ist, sich auf der Tibia-Lagerfläche 46 zu bewegen oder gelenkmäßig zu bewegen, stört die vordere Lager-Aussparung 66 das PCL-Implantat 90 nicht wesentlich. Da sich das Lager 20 bewegungsmäßig auf der Tibia-Lagerfläche 46 bewegt, stößt das Lager 20 einfacherweise nicht an oder forciert die Verlagerung des PCL-Implantats 90 nicht. Daher ist die vordere Lager-Aussparung 66 groß genug oder hat genügend große Dimensionen, dass sie eine Bewegung des Lagers 20 zuläßt, ohne dass sie an das PCL-Implantat 90 anstößt.
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Wenn sich das Knie zu beugen beginnt, bewegt sich das Lager gelenkmäßig nicht stark. Wenn sich das Knie jedoch zur Beugung bewegt, wie dies insbesondere in 10a veranschaulicht ist, bewegt sich das Lager 20 nach hinten, so dass das PCL-Implantat 90 näher an dem hinteren Abschnitt des hinteren Lager-Durchgangs 66 angeordnet ist. Wenn das Knie in stärkere und vollständige Beugung geht, wie dies insbesondere in den 10d und 10e veranschaulicht wird, ist das PCL-Implantat 90 im wesentlichen benachbart dem vorderen Abschnitt des Lagers 20, wenn sich das Lager 20 in posteriore Richtung bewegt und sich das Knie beugt.
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Die Femur-Komponente 16 und das bewegliche Lager 20 sind beide in der Lage, sich relativ frei in anteriore Richtung (nach vorne) und in posteriore Richtung (nach hinten) in Bezug auf die Tibia-Komponente 18 zu bewegen, und zwar über die Lager-Flächen zwischen dem beweglichen Lager 20 und der Tibia-Platte 46. Es versteht sich weiter, dass die exakte Menge der Translation in der sagittalen Ebene, die von der Knie-Prothese 10 zugelassen wird natürlich in Abhängigkeit von den Kräften schwankt, die durch die lokalen weichen Gewebe, Muskeln, Sehnen, Bänder sowie durch Kräfte aufgebracht werden, die von der Tibia 12 und dem Femur 14 übertragen werden. Diese Kräfte schwanken in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie beispielsweise Unterschieden von Patient zu Patient und von Aktivität zu Aktivität.
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Wenn die Beugung einen bestimmten Grad übersteigt, tritt ein Zurückrollen des beweglichen Lagers 20 nach hinten auf, relativ zu der Tibia-Platte 46. Ein Zurückrollen des beweglichen Lagers 20 wird hervorgerufen, wenn das PCL-Implantat 90 sowohl mit der Tibia 12 als auch mit dem Femur 14 in Eingriff kommt, um eine relative Anterior-Posterior-Translation zwischen diesen zu verhindern. Zwar tritt dieses forcierte Zurückrollen des Lagers 20 auf, doch sind die erste Lagerfläche 28 und die zweite Lagerfläche 30 vollständig oder ineinandergreifend in den Lagerflächen 62, 64 des beweglichen Lagers 20 aufgenommen. Dieses forcierte Zurückrollen des Lagers 20 schafft das gewünscht Zurückrollen des Femurs eines anatomischen Kniegelenks. Wenn die Beugung von etwa 60 Grad, wie dies in 10c gezeigt ist, zu etwa 110 Grad fortschreitet, wie dies in 10e gezeigt ist, tritt weiter ein forciertes Zurückrollen des Lagers 20 relativ zu der Tibia-Platte 46 auf, während eine Oberflächen-Kontaktfläche zwischen den ersten und zweiten Kondylen 24 und 26 und dem Lager 20 mit dem Beugen des Gelenks über kooperierende Oberflächen größer wird.
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Wie aus den 10a bis 10e ersichtlich ist, ermöglicht es das forcierte Zurückrollen, dass der Oberflächen-Kontaktbereich zwischen der Femur-Komponente 16 und dem Lager 20 während der Beugung der Knie-Prothese 10 größer wird. Dieser vollständige Oberflächen-Kontakt wird deswegen erreicht, weil ein Zurückrollen zwischen dem Lager 20 und der Tibia-Komponente 18 über ein Gleiten des Lagers 20 nach hinten oben auf der Tibia-Platte 46 auftritt.
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Entsprechend einer dritten Ausführungsform – und unter Bezugnahme auf
11 – wird eine posterior stabilisierte (PS) Knie-Prothese
200 mit fixiertem Lager gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die Knie-Prothese
200 ersetzt die gelenkmäßig in Kontakt befindlichen Bereiche der Tibia
12 und des Femur
14. Daher schließt die Knie-Prothese
200 eine Tibia-Komponente
202, eine Femur-Komponente
204, ein Lager-Element
206 und ein erstes Sperr-Element oder Stab
208 ein. Das Lager
206 ist mit der Tibia-Komponente
202 durch den Sperr-Stab
208 fest verbunden. Es versteht sich jedoch, dass das Lager-Element
206 mit der Tibia-Komponente
202 über jedes beliebige passende Mittel wie beispielsweise eine Schraube oder einen Kleber fest verbunden sein kann. Das Knie mit fixiertem Lager kann ähnlich zu bekannten Knien mit fixiertem Lager sein, beispielsweise zu dem, das offenbart ist in dem
US-Patent Nr. 5,330,534 (Titel: Knee Joint Prosthesis With Interchangeable Components); der Inhalt dieser Druckschrift wird durch die Inbezugnahme in die vorliegende Beschreibung übernommen. Diese vorbekannten Knie mit fixiertem Lager müssen jedoch gemäß der vorliegenden Erfindung mit zusätzlichen Merkmalen versehen werden, wie dies nachfolgend beschrieben wird.
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Allgemein ist das Lager-Element 206 an der Tibia-Komponente über eine Wechselwirkung des Sperr-Stabs 208 fixiert. Die Tibia-Komponente 202 schließt ein Tibia-Plateau bzw. eine Tibia-Platte 210 ein, von der sich vordere Sperr-Dorne 212 erstrecken. Diese vorderen Sperr-Dorne 212 schließen Finger 214 ein, die in das Lager-Element 206 eingreifen. Die Tibia-Platte 210 schließt auch einen hinteren Sperr-Dorn 216 ein. Allgemein wird das Lager-Element 206 zuerst mit dem hinteren Sperr-Dorn 216 in Eingriff gebracht und wird dann über den vorderen Sperr-Dornen 212 zum Einrasten gebracht. Sobald das Lager-Element an Ort und Stelle ist, wird der Sperr-Stab 208 durch das Lager-Element 206 und die Sperr-Dorne 212 geschoben, so dass ein sperrender Eingriff zwischen dem Lager-Element 206 und den Sperr-Dornen 212 geschaffen wird. Auf diesem Weg wird das Lager-Element 206 auf Dauer in einer einzigen Position relativ zu der Tibia-Komponente 212 gehalten. Der längsmäßig bewegliche Bereich der Knie-Prothese 200 mit dem PS-fixierten Lager (posterior-stabilisiert fixierten Lager) entspricht im Wesentlichen denselben Abschnitte wie der sich gelenksmäßig bewegende Bereich der Knie-Prothese 10 mit beweglichem Lager, bei dem die Kreuzbänder erhalten bleiben, abgesehen davon, dass der Posterior-Bereich den vorderen Fläche des Lagers 208 entspricht. Allgemein ist dies darauf zurückzuführen, dass das Lager 208 an der Tibia-Komponente 202 fixiert ist.
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Die Prothese 200 mit fixiertem Lager kann auch ein posterior stabilisiertes Merkmal einschließen. Insbesondere ist ein posterior stabilisierter (PS) Pfosten 218 eingeschlossen, um in eine Interkondylar-Box 220 einzugreifen, die zwischen den Kondylen Femur-Komponente gebildet ist. Der PS-Pfosten 218 kann sich entweder von der Tibia-Platte 210 oder von dem Lager-Element 206 erstrecken. Unabhängig davon greift dann, wenn die Femur-Komponente 204 auf dem Lager-Element 206 sitzt oder dieses bewegungsmäßig berührt, der PS-Pfosten 218 in die Box 220 ein und hält so die Femur-Komponente 204 in einer posterior stabilisierten Position. Insbesondere beschränkt dies den Bewegungsbereich der Femur-Komponente 204 und beschränkt dadurch den Bewegungsbereich des Femurs 14, relativ zur Tibia 12. Es versteht sich, dass die Femur-Komponente 204 eine erste und eine zweite Kondyle einschließt und dass das Lager-Element 206 eine erste und eine zweite Lagerfläche einschließt und diese jede Kondyle aufnehmen, wie dies bei den oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben ist.
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Die Tibia-Komponente 202 schließt weiter eine vordere Tibia-Aussparung oder einen vorderen Tibia-Durchgang 230 ein. Das Lager-Element 206 schließt auch eine vordere Lager-Aussparung oder einen vorderen Lager-Durchgang 232 ein. Wenn der PS-Pfosten 218 vorhanden ist, schließt dieser auch eine vordere Aussparung oder einen vorderen Durchgang 234 ein. Auch ist eine vordere Aussparung oder ein vorderer Durchgang 236 der Box in der Box 220 eingeschlossen. Jede dieser vorderen Aussparungen 230, 232, 234 und 236 ist dafür vorgesehen, zu ermöglichen, dass ein ACL-Implantat 240 (ein Implantat 240 für ein vorderes Kreuzband) hindurchtritt, so dass es an dem vorderen Abschnitt der Tibia 12 und inerhalb des Inneren des Femur 14 fixiert werden kann. Ein erster Implantat-Abschnitt 240a des Implantats ist an der Tibia 12 mit einer Tibia-Fixiervorrichtung 242 befestigt, während ein zweiter Implantat-Abschnitt 240b an dem Femur mit einer Femur-Fixiervorrichtung 244 fixiert ist. Die Tibia-Fixiervorrichtung 242 und Femur-Fixiervorrichtung 244 sind identisch den Tibia-Fixiervorrichtungen und den Femur-Fixiervorrichtungen, wie sie oben beschrieben wurden. Wiederum versteht es sich, dass jede passende Tibia-Fixiervorrichtung und jede passende Femur-Fixiervorrichtung verwendet werden kann.
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Die Knie-Prothese 200 gemäß der dritten Ausführungsform erlaubt nicht dieselbe Knie-Kinematik, wie dies in den 10a bis 10e veranschaulicht ist. Insbesondere ist ein PS-Pfosten 218 in die Knie-Prothese 200 eingeschlossen, statt das hintere Kreuzband durch ein PCL-Implantat 90 (Implantat 90 für ein hinteres Kreuzband) zu ersetzen. Daher wird die Bewegung des Knies, die allgemein durch das hintere Kreuzband (PCL) geschaffen wird, hier mit dem PS-Pfosten 218 (Pfosten 218 mit Posterior-Stabilisierung) simuliert. Nichtsdestoweniger wurde das ACL-Implantat 240 (Implantat 240 für das vordere Kreuzband) implantiert, um so das resezierte vordere Kreuzband zu ersetzen. Obwohl es die vorliegende Erfindung ermöglicht, dass sowohl das ACL (vorderes Kreuzband) als auch das PCL (hinteres Kreuzband) durch ein Implantat ersetzt werden, mag dies aufgrund der besonderen Anatomie von Patienten oder aufgrund von Leiden von Patienten nicht möglich sein. Weiter gestattet die vorliegende Erfindung dem Arzt eine größere Flexibilität, um in der Lage zu sein, nur ein Band zu ersetzen, während er eine mechanische Beschränkung für die anderen Bewegungen des Knies vorsieht.
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Die Prothesen 10, 100 und 200 ermöglichen eine Wahl des Arztes bei der Durchführung eines Ersetzens des gesamten Knies, während sie auch eine Rekonstruktion der ACL- und PCL-Bänder (vorderen Kreuzbänder und hinteren Kreuzbänder) erlauben. Die Ersetzungen des gesamten Knies gemäß der vorliegenden Erfindung geben dem Arzt Mittel zum Rekonstruieren der ACL- und PCL-Bänder, so dass das Knie nach der Implantation noch besser die kinetischen Eigenschaften des natürlichen Knies nachmacht. Daher sind die Möglichkeiten des Arztes, Knieimplantationen durchzuführen nicht beschränkt entweder durch das Resezieren von weichem Gewebe und dessen Ersatz durch ein passendes beschränktes Knie, sondern erlauben es dem Arzt, eine Rekonstruktion der ACL- und PCL-Bänder (vorderen und hinteren Kreuzbänder) durchzuführen, während er auch einen Ersatz des gesamten Knies unter Ersetzen der Gelenk-Bereiche des Femurs und der Tibia durchführt.
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Darüber hinaus kann eine Mehrzahl von speziellen Knie-Ersatz-Vorrichtungen vorgesehen werden, die einen unterschiedlichen Grad an Zurückrollen oder Knie-Beschränkung in Kombination mit einem Ersatz von Weichgewebe vorsehen. Wie oben erwähnt, wird das natürliche Knie reseziert, wenn man einen Vorgang des Ersetzens des gesamten Knies durchführt. Nach Resezieren des Knies wird ein Test-Implantat verwendet, um die passende Größe und Orientierung der Prothese für den Femur und die Tibia für die Implantation des gewünschten Knies zu bestimmen. Der Arzt kann entweder vor der Operation oder im Verlauf der Operation die beste Beschränkung und End-Geometrie des Knies des Patienten entscheiden, was daher dem Arzt erlaubt, das am besten geeignete Knie-Implantat auszuwählen. Beispielsweise können verschiedene Knie-Prothesen vorsehen, dass Tibia-Tunnel und Femur-Tunnel in verschiedenen Winkeln ausgebildet werden. Indem man dem Arzt diese Freiheit zugesteht, kann das am meisten erwünschte Knie für einen speziellen Patienten gewählt werden. Daher ist der Arzt in der Lage, zu bestimmen, welche passende Menge der Knie-Kinetik und der Freiheit erforderlich oder für einen bestimmten Patienten tolerierbar sind. Nachdem eine solche Entscheidung getroffen wurde, kann der Arzt dann ein passendes Knie-Implantat für den Patienten auswählen.
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Darüber hinaus können die Komponenten des Knie-Ersatzteils besonders angepaßt oder designed werden, um unterschiedliche Grade des Zurückrollens und der Beschränkung zuzulassen. Daher können während des Implantationsprozesses die speziellen Tibia-Tunnel und Femur-Tunnel so gebildet werden, dass sie mit den speziellen Knie-Implantaten funktionieren und so für die vorbestimmte Knie-Kinetik bzw. den vorbestimmten Bewegungsablauf des Knies sorgen. Wie oben beschrieben, können während der Versuchsphase des Verfahrens spezielle Bohrer-Führungen an den Versuchs-Abschnitten befestigt werden, was sicherstellt, dass die Tibia-Tunnel und Femur-Tunnel in der passenden Orientierung vorliegen und die vorbestimmten Wirkungen des rekonstruierten Knies hervorbringen. Daher ist der Arzt in der Lage, in dem Patienten die vorbestimmten und besten Bewegungs-Eigenschaften bzw. Kinetiken des Knies zu produzieren.
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Die Prothese 10 bzw. Prothese 100 mit beweglichem Lager können verwendet werden, wenn der Patient eine größere Beibehaltung anderer weicher Gewebe hat, die nicht durch Implantate ersetzt werden können oder nicht durch Implantate ersetzt zu werden brauchen. Darüber hinaus erfordern die Knie-Prothese 10 und die Knie-Prothese 100 mit beweglichem Lager weniger beschränkte Femur-Komponenten 16 und Tibia-Komponenten 18, was auch die Menge an Knochen-Sektion verringert, die gemacht werden muß. Daher kann dann, wenn der Patient nur ein oder zwei Weichgewebe-Band/-Bänder hat, das/die durch Implantate ersetzt werden muß/müssen, eine Knie-Prothese 10 bzw. eine Knie-Prothese 100 mit beweglichem Lager unter Erhalt des Kreuzbands eine bessere Wahl sein als andere Arten von Knie-Prothesen. Darüber hinaus ist dann, wenn andere weiche Gewebe wie beispielsweise Muskeln nicht beschädigt sind, eine weitere Beschränkung nicht erforderlich.
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Andererseits kann die Knie-Prothese 200 mit PS-fixiertem Lager verwendet werden, wenn der Patient eine größere Schädigung bei weichen Geweben hat, die ersetzt werden können. Obwohl das ACL-Implantat 240 (Implantat 240 für das vordere Kreuzband) mit der Knie-Prothese 200 mit PS-fixiertem Lager verwendet werden kann, kann es erforderlich sein, dass Schwäche anderer weicher Gewebe oder Muskeln kompensiert werden muß, da dies ein stärker beschränktes Knie erfordert. Daher kann die Knie-Prothese 200 mit PS-fixiertem Lager eine bessere Option für bestimmte Patienten darstellen.
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Es versteht sich auch, dass verschiedene Kombinationen von Zwischenstufen zwischen Knie-Prothese 200 mit PS-fixiertem Lager und Knie-Prothese 10 bzw. 100 mit beweglichem Lager unter Erhalt des Kreuzbands verwendet werden können. Die Knie-Prothese 10 bzw. die Knie-Prothese 100 mit beweglichem Lager unter Erhalt des Kreuzbands veranschaulichen eine Knie-Prothese mit minimaler Beschränkung. Demgegenüber veranschaulicht die Knie-Prothese 200 mit PS-fixiertem Lager eine größere Menge an Beschränkung. Beispielsweise kann die Femur-Komponente 16 der ersten Ausführungsform mit der Tibia-Komponente verwendet werden, die ein fixiertes Lager, jedoch nicht einen PS-Pfosten einschließt. Das Lager wird an der Tibia-Komponente fixiert und reduziert die Bewegungsfreiheit des Knies, gestattet jedoch immer noch eine größere Kniebewegung als diejenige des von der Posterior-Seite stabilisierten Knies. Darüber hinaus kann die Femur-Komponente 16 einen leichteren Zugang erlauben, um sowohl das ACL-Implantat 70 (Implantat 70 für das vordere Kreuzband) als auch das PCL-Implantat 90 (Implantat 90 für das hintere Kreuzband) zu implantieren. Es versteht sich auch, dass andere weiche Gewebe, wie mediale, laterale und kollaterale Bänder, auch in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Dies ermöglicht einem Chirurgen die größte Möglichkeit, die Operation so abzuschließen, dass ein Patient in der Lage ist, den größten Bewegungsbereich zur Verfügung zu haben und dass dies am nächsten ein natürliches Knie nachahmt.
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Die in der vorliegenden Beschreibung beschriebene Prothese ermöglicht es dem Chirurgen, eine Knie-Prothese und ein Implantat zu implantieren, das die Bewegung eines natürlichen Knies noch genauer simuliert. Dies ermöglicht einem Patienten einen größeren Bewegungsbereich und mehr Freiheit, nachdem die Knie-Prothese 10, 100 oder 200 implantiert wurde. Daher können, statt einfach entweder die Gelenk-Abschnitte des Knies zu ersetzen oder die Weichgewebe-Abschnitte des Knies zu ersetzen, die beiden Schritte gleichzeitig durchgeführt werden, d. h. an demselben Knie, was dem Chirurgen weitere Optionen zur Unterstützung von Patienten eröffnet.
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Die Beschreibung der Erfindung ist lediglich beispielhafter Natur. So ist es beabsichtigt, dass Variationen, die nicht vom Kern der Erfindung abweichen, innerhalb des Umfangs der Erfindung sind. Solche Variationen sollen nicht als Abweichen vom Geist und Umfang der Erfindung betrachtet werden.
