DE2849588C2 - Prothesengelenk - Google Patents
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Description
Dreh- und Kippbewegungen werden von den bekannten Prothesengelenken nur in sehr begrenztem Umfange
zugelassen und belasten die Gummihülse im wesentlichen auf Druck und Zug und führen somit zu einer
raschen Ermüdung der Gummihülse, wodurch die Lebensdauer des Prothesengelenks beträchtlich herabgesetzt
wird.
Aus der DE-PS 8 34 884 ist ferner ein gattungsfremdes Prothesengelenk bekannt, das aus einem blockförmigen
Gummikörper mit einer in Unterschenkellängsrichtung verlaufenden durchgehenden Bohrung besteht.
Dieser Gummikörper ist zwischen den künstlichen Unterschenkel und den künstlichen Fuß eingesetzt, wobei
ein sich durch die Bohrung erstreckendes Drahtseil die Verbindung zwischen dem künstlichen Unterschenkel
und dem künstlichen Fuß herstellt.
Beim Gebrauch wird dieses Prothesengelenk hauptsächlich auf Biegung beansprucht, d. h., auf der einen
Seite einer neutralen Zone wird der Gummikörper auf Druck und auf der anderen Seite auf Zug belastet, bei
der Umkehrung der Bewegungsrichtung kehren sich auch die Belastungsverhältnisse um, so daß abgesehen
von der neutralen Zone der Gummikörper abwechselnd auf Druck und Zug belastet wird.
Aus der DE-PS 3 08 671 ist ein weiteres gattungsfremdes Prothesengelenk bekannt, das aus einem sich
nach allen Richtungen hin nach außen verdickenden Weichgummiteil besteht, in dem Hohlräume zur Erhöhung
der Elastizität vorgesehen sein können. Dieses Weichgummiteil ist durch Vulkanisation mit einem
künstlichen Unterschenkel und einem künstlichen Fuß verbunden und wird ebenso wie das Prothesengelenk
nach der DE-PS 8 34 884 hauptsächlich auf Biegung beansprucht
Derartige Biegebelastungen führen zu einer unerwünschten frühzeitigen Materialermüdung, die sich insbesondere
dann schädlich auswirken, wenn Prothesengelenke implantiert werden sollen. Weiter ist aus der
DE-OS 19 60 087 ein implantierbares Prothesengelenk bekannt, das insbesondere als Ersatz für Fingergelenke
vorgesehen ist Dieses Prothesengelenk besteht aus einem Kunststoffkörper, der entlang seiner Mittellängsebene
ein Verstärkungsgewebe aufweist und der zwei Zapfen umfaßt, zwischen denen zwei mit ihren Spitzen
einander zugewandte dreieckige Abschnitte angeordnet sind. Zwischen den Spitzen der dreieckigen Abschnitte
ist ein Steg vorgesehen, der das Verstärkungsgewebe umfaßt.
Beim Gebrauch muß der Steg des implantierbaren Prothesengelenks die gesamte Abbiegung aufnehmen,
wodurch ein rascher Verschleiß bewirkt wird.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Prothesengelenk zu schaffen,
bei dem der Schwenkwinkel des steifen Schwenkstiftes bei gleicher Auslenkung des Gelenks herabgesetzt
wird und die elastischen Abschnitte von Zug und Druck entlastet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße elastische Verbindung zwischen dem zweiten Befestigungsteil und dem
Schwenkstift wird der Schwenkstift sowohl gegen das erste als auch gegen das zweite Befestigungsteil verschwenkt,
wodurch bei einem bestimmten Knickwinkel des Prothesengelenks der Schwenkwinkel des
Schwenkstiftes wesentlich reduziert, insbesondere halbiert wird. Hierdurch wird wiederum der Grad der
Scherung der elastischen Abschnitte und somit die entsprechende Beanspruchung der elastischen Abschnitte
herabgesetzt. Die elastischen Abschnitte nützen sich also weniger ab und weisen eine erhöhte Lebensdauer
auf. Der Abstand zwischen den beiden elastischen Abschnitten hat weiter zur Folge, daß bei einer Verdrehung
des künstlichen Fußes gegen den Unterschenkel die elastischen Abschnitte nur noch auf Scherung und
nicht auf Druck und Zug belastet werden, was die HaItbarkeit des Prothesengelenks weiter fördert.
Bei einer Kippbewegung des Fußes gegen den Unterschenkel wird aufgrund des Gewichts des Benutzers ein
Wechsel von Zug und Druckbelastung der elastischen Abschnitte vermieden, was einer vorzeitigen Ermüdung
entgegenwirkt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der erste und der zweite
elastische Abschnitt um die Mittelachse des Schwenkstiftes herum gekrümmt sind, wobei der erste und der
zweite elastische Abschnitt um eine senkrecht zur Mittellängsachse des Schwenkstiftes verlaufende Achse gekrümmt
sind.
Durch die doppelt gekrümmte Ausbildung der elastischen Abschnitte, insbesondere aber durch die zusätzliehe
Krümmung um eine senkrecht zum Schwenkstift verlaufende Achse herum, werden alle Biegebelastungen
der elastischen Abschnitte vermieden.
Derartige Doppelkrümmungen können so ausgelegt werden, daß das erfindungsgemäße Prothesengelenk
auch die Bewegungen von anderen Körpergelenken, z. B. von Knie-, Hüft-, Ellenbogen- und Schultergelenken
nachbilden kann, ohne daß auf die vorteilhafte vergrößerte Haltbarkeit des Prothesengelenks verzichtet
werden müßte. Die große Haltbarkeit und Wartungsfreiheit ermöglicht es auch, das erfindungsgemäße Prothesengelenk
zu implantieren. Hierzu brauchen die Befestigungsteile nur in geeigneter, vom jeweiligen zu ersetzenden
Gelenk abhängiger Form ausgebildet werden, wobei das Prothesengelenk aus physiologisch inerten
Materialien gefertigt wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 4 bis 12 beschrieben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert; in der Zeichnung
zeigt
F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer zwischen einem künstlichen Unterschenkel und einem
künstlichen Fuß angeordneten Sprunggelenkprothese,
F j g. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Sprunggelenkprothese der Fig. 1, nach Linie 2-2 geschnitten
und in Pfeilrichtung gesehen,
F i g. 3 eine vergrößerte Seitenansicht der Sprunggelenkprothese nach Fig. 1,
F i g. 4 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführung einer Sprunggelenkprothese,
F i g. 5 eine Draufsicht auf die Sprunggelenkprothese nach F i g. 4,
F i g. 6 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführung einer Sprunggelenkprothese,
F i g. 7 eine Schnittansicht der Sprunggelenkprothese nach F i g. 6 nach Linie 7-7, und
F i g. 8 eine perspektivische Ansicht eines endoprothetischen Fingergelenks.
Die in F i g. 1 in Seitenansicht dargestellte Sprunggelenkprothese
10 ist zwischen einem künstlichen Unterschenkel 12 und einem künstlichen Fuß 14 angebracht
Der künstliche Fuß 14 kann aus einem aus einer Vielzahl von Materialien bestehen, das genügend Festigkeit be-
5 6
sitzt, um das Gewicht des menschlichen Körpers aufzu- Die geformte Fläche 44 des Befestigungsteils 40 der
nehmen, beispielsweise aus Metall, Holz, Nylon oder Sprunggelenkprothese 10 weist einen mittleren Fläverstärktem
Kunststoff. Der Unterschenkel 12 ist hohl chenabschnitt 52 auf, der konkav gekrümmt ist Hinter
und enthält einen im allgemeinen rohrförmigen Körper- dem Flächenabschnitt 52 enthält die Fläche 44 einen
abschnitt 16 und einen Boden 18, der der Sprunggelenk- 5 ebenen hinteren Flächenabschnitt 54, der gegen die Fläprothese
10 benachbart angeordnet ist Der Boden 18 ehe 48 geneigt ist. Vor dem Flächenabschnitt 52 enthält
besitzt eine öffnung 20, die sich in Axialrichtung des die Fläche 44 einen ebenen vorderen Flächenabschnitt
Unterschenkels 12 erstreckt. In die öffnung 20 ist eine 56, der in umgekehrter Richtung gegen die Fläche 48 hin
Mutter 22 fest eingesetzt, in die ein Gewindezapfen 24 geneigt ist Die geformte Fläche 46 des Befestigungsteils
eines aus Metall bestehenden ersten Befestigungsadap- io 42 besteht in gleicher Weise aus einem konkav geters
26 eingeschraubt ist Der erste Befestigungsadapter krümmten mittleren Flächenabschnitt 58, einem ebenen
26 enthält außer dem Gewindezapfen 24 eine kreisför- hinteren Flächenabschnitt 60 und einem ebenen vordemige
Grundplatte 28, von deren einen Seite der Gewin- ren Flächenabschnitt 62. Die vorderen und hinteren Flädezapfen
24 senkrecht zur Ebene der Grundplatte 28 chenabschnitte 62 und 60 der Fläche 48 sind ebenfalls
absteht Wie am besten in Fig.2 zu sehen, weist die 15 gegen die Fläche 50 hin geneigt Zwischen den vonein-Grundplatte
28 vier Bohrungen auf, die in Umfangsrich- ander einen Abstand aufweisenden gekrümmten Flätung
mit Abstand angeordnet sind. Jede Bohrung in der chenabschnitten 52 und 58 der geformten Flächen 44
Grundplatte 28 nimmt eine Schraube 29 auf, die in eine bzw. 48 befindet sich ein zylindrischer Schwenkstift 64.
obere Fläche der Sprunggelenkprothese 10 einge- Der Schwenkstift 64 besteht aus festem Material, beischraubt
ist, um den ersten Befestigungsadapter 26 mit 20 spielsweise Metall, verstärktem Kunststoff oder Nylon
der Spfunggelenkprothese 10 fest zu verbinden. Ein und ist so ausgerichtet daß seine Längsachse 66 senkzweiter
aus Metall bestehender Befestigungsadapter 30 recht zur Längsachse des Unterschenkels 12 und quer
ist mit einer unteren Fläche 50 der Sprunggelenkprothe- zur Längsachse des Fußes 14 liegt
se 10 gegenüber der Anbringungsfläche für den ersten Der runde Schwenkstift 64 ist an dem gekrümmten
Befestigungsadapter 26 fest verbunden. Der zweite Be- 25 Flächenabschnitt 52 des Befestigungsteils 40 durch eifestigungsadapter
30 ist identisch mit dem ersten Befe- nen gekrümmt ausgebildeten elastischen Abschnitt 70
stigungsadapter 26, braucht dies jedoch nicht unbedingt befestigt In einem senkrecht zur Längsachse 66 des
zu sein. Vier (nicht gezeigte) Schrauben sind in Bohrun- Schwenkstifts 64 geführten Schnitt ähnelt der elastische
gen aufgenommen, die in der Grundplatte 32 des zwei- Abschnitt 70 einem stumpfen Keil aus einem Ringkörten
Befestigungsadapters 30 ausgebildet sind und in die 30 per. Der elastische Abschnitt 70 ist beispielsweise durch
Sprunggelenkprothese 10 eingeschraubt Ein Gewinde- Vulkanisierung oder mit einem Kleber sowohl mit dem
zapfen 34, der fest mit der Grundplatte 32 verbunden ist Schwenkstift 64 als auch mit dem allgemein dazu paralerstreckt
sich senkrecht von der Ebene der Grundplatte lelen Flächenabschnitt 52 verbunden. Um den Schwenk-32
weg und reicht in eine öffnung 36, die vertikal den stift 64 mit dem anderen Befestigungsteil 42 zu verbinkünstlichen
Fuß 14 etwas vor der Ferse durchdringt In 35 den, ist ein gekrümmt geformter elastischer Abschnitt
der öffnung 36 ist eine Mutter 38 befestigt in die der 72 zwischen Schwenkstift 52 und dem konkav ge-Gewindezapfen
34 eingeschraubt ist Der künstliche krümmten Flächenabschnitt 58 angeordnet und mit bei-Fuß
14 besteht wie der künstliche Unterschenkel 12 aus den verbunden. Die elastischen Abschnitte 70 und 72
einem Material wie Metall, Holz, Nylon oder versfärk- besitzen jeweils zwei freiliegende Flächen 74 bzw. 76,
tem Kunststoff. Zusätzlich sollte das Material des Fußes 40 die sich in Längsrichtung des Schwenkstiftes 64 erstrek-14
auch etwas Elastizität aufweisen. Die Elastizität des ken und in radialer Richtung vorstehen. Ober den größ-Fußes
14 schwächt in gewissem Ausmaß die auf den Fuß ten Teil ihrer Längen, in Radialrichtung des Schwenkeinwirkenden
Stoßbelastungen ab, die von dem Fuß Stiftes 64 gemessen, sind die freiliegenden Rächen 74
durch die Sprunggelenkprothese 10 und den künstlichen des elastomeren Abschnitts 70 mit Abstand von den
Unterschenkel 12 auf den Körper des Benutzers über- 45 freiliegenden Flächen 76 des elastomeren Abschnitts 72
tragen werden, wenn der Fuß auf eine harte Oberfläche angeordnet Die Rächen 74 stoßen mit den Flächen 76
beim Gehen auftrifft in der Nähe des Schwenkstiftes 64 zusammen, während
Die Sprunggelenkprothese 10 enthält zwei identische ihr gegenseitiger Abstand mit der radialen Entfernung
Befestigungsteile 40,42 mit Abstand voneinander. Jedes vom Schwenkstift 64 zunimmt In gleicher Weise nimmt
Befestigungsteil 40,42 besteht aus einem steifen Materi- 50 der Abstand zwischen dem vorderen ebenen Flächenabal
wie Metall, Kunststoff oder verstärktem Kunststoff. schnitt 56 des Befestigungsteils 40 und dem vorderen
Das Material, aus dem die Befestigungsteile 40,42 gebil- ebenen Flächenabschnitt 62 des Befestigungsteils 42 zu.
det sind, muß, wie später deutlich wird, zur Verbindung Die hinteren Flächenabschnitte 54 und 60 laufen ebenso
mit Elastomer geeignet sein. Die Befestigungsteile 40 mit zunehmendem Radialabstand vom Schwenkstift 64
und 42 besitzen geformte Flächen 44 bzw. 46, die einan- 55 auseinander. Infolge des Auseinanderlaufens der Fräder
zugewandt sind, jedoch einen Abstand voneinander chen 74 und 76 und der Flächenabschnitte 56 und 62
aufweisen. An der den geformten Flächen 44 und 46 bzw. 54 und 60 können die Befestigungsteile 40,42 relagegenüberliegenden
Seite weisen die Befestigungsteile tiv zum Schwenkstift 64 gedreht werden, wobei die
40 und 42 ebene Flächen 48 bzw. 50 auf. Die ebene Drehbewegung von den elastischen Abschnitten 70,72
Fläche 48 ist der Grundplatte 28 zugewendet und liegt 60 aufgenommen wird, ohne daß sich die beiden Befesti·
an ihr an. gungsteile 40 und 42 der Sprunggelenkprothese 10 be
In gleicher Weise ist die ebene Fläche 50 der Grund- rühren.
platte 32 zugewandt und eng an ihr angeordnet Statt Die elastischen Abschnitte 70 und 72 der Sprungge
die Befestigungsteile 40 und 42 der Fußgelenkprothese Ienkprothese 10 ermöglichen nachgiebig eine Drehunj
10 an getrennte Befestigungsadapter 26 bzw. 30 anzu- 65 zwischen dem Schwenkstift 64 einerseits und den Befe
schrauben, können die Gewindezapfen 24 bzw. 34 ein- stigungsteilen 40 und 42 andererseits und hemmen ii
stückig mit den zugeordneten Befestigungsteilen 40 einem begrenzten Ausmaß nachgiebig diese Drehung
bzw. 42 ausgeformt sein. Eine Drehbewegung, die einer Abbiegung des natürl:
chen Sprunggelenks in Fersen- oder in Ballenrichtung entspricht, tritt um eine Achse auf, die zumindest benachbart
zu und wenigstens annähernd parallel zur Längsachse 66 des Schwenkstiftes 64 liegt. Obwohl die
elastischen Abschnitte 70 und 72 einen elastischen Widerstand gegen die Abbiegung in Fersen- und Sohlenrichtung
ausüben, wird das Elastomer eine Torsions-Scherbelastung erfahren und nicht genügend Widerstand
gegen das Abbiegen ergeben, um diese Bewegung abzufangen und zu begrenzen. Deshalb sind an den hinteren
Flächenabschnitten 54 und 60 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 hintere elastische Abschnitte, die im folgenden
als Puffer 78 bzw. 80 bezeichnet werden, angebracht. Jeder hintere Puffer 78 und 80 erstreckt sich von
dem FJächenabschnitt 54 und 60, an dem die Puffer 78 bzw. 80 befestigt sind, weg gegen den anderen hinteren
Puffer 80 bzw. 78 hin. Die hinteren Puffer 78 und 80 weisen einen Abstand voneinander auf, wenn die
Sprunggelenkprothese 10 sich in ihrer normalen, unabgebogenen Stellung befindet. Infolgedessen wird keine
Zugbelastung auf einen der beiden Puffer 78 und 80 ausgeübt, wenn beispielsweise eine Drehung zwischen
den Befestigungsteilen 40 und 42 der Sprunggelenkprothese 10 die hinteren Flächenabschnitte 54 und 60 aus^
einanderbewegt Die Sprunggelenkprothese 10 weist auch vordere elastische Abschnitte 82,84 auf, die Puffer
82 und 84 genannt werden. Die vorderen Puffer 82 und 84 sind jeweils an den vorderen Flächenabschnitten 56
bzw. 62 der geformten Flächen 44 bzw. 46 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 befestigt. Jeder Puffer 82 und 84
erstreckt sich von der Fläche 44 bzw. 46, an der er befestigt ist, weg und zu dem anderen vorderen Puffer
84 bzw. 82 hin. Wie die hinteren Puffer 78 und 80 sind auch die vorderen Puffer 82 und 84 nicht miteinander
verbunden, so daß keine Zugbelastungen auf die Puffer 82 und 84 übertragen werden, wenn beispielsweise eine
Drehung der Befestigungsteile 40 und 42 der Prothese gegeneinander die Flächenabschnitte 56 und 62 voneinander
weg bewegt. Es ergibt sich, daß die Puffer 78,80, 82 und 84 einer Abbiegung der Prothese 10 durch eine
Druckbelastung des Elastomers in den Puffern 78,80,82
und 84 Widerstand entgegensetzen.
Die Wirkung der Sprunggelenkprothese 10 wird so beschrieben, als ob der Benutzer den künstlichen Unterschenkel
12 und den Fuß 14 ausstreckt, um einen Schritt zu tun. Wenn die Ferse des künstlichen Fußes 14 auf den
Boden auftrifft, dreht sich der hintere Abschnitt des Befestigungsteils
40 der Sprunggelenkprothese 10 gegen den hinteren Abschnitt des Befestigungsteils 42 hin und
zwar um die Längsachse 66 des Schwenkstiftes 64. Die elastischen Abschnitte 70 und 72, die die Befestigungsteile
40 und 42 mit dem Schwenkstift 64 verbinden, biegen mit einer Torsionsscherung aus, um die Drehung
zwischen den Befestigungsteilen 40, 42 und dem Schwenkstift 64 zu ermöglichen. Zur gleichen Zeit kommen
die hinteren Puffer 78 und 80 in Berührung miteinander und werden zusammengedrückt, wodurch die
Drehbewegung begrenzt wird und die Absorbierung der auf den Fuß 14 ausgeübten Stoßbelastung unterstützt
wird. Wenn das Gewicht des Benutzers der Sprunggelenkprothese 10 sich nach vorne auf die
Sprunggelenkprothese 10 und den Fuß 14 verlagert, beginnt sich der hintere Abschnitt des Befestigungsteils 40
von dem hinteren Abschnitt des Befestigungsteils 42 weg zu drehen. Die Drehung verringert die Abbiegung
der elastischen Abschnitte 70 und 72 und die Druckbelastung der Puffer 78 und 80. Wenn das Gewicht des Benutzers
weiter nach vorne kommt, werden die elastomeren Abschnitte 70 und 72 wiederum in Torsionsscherung
abgebogen, die vorderen Puffer 82 und 84 berühren einander und werden so zusammengedrückt, daß eine
Begrenzung der Bewegung des vorderen Abschnitts des Befestigungsteils 40 gegen den vorderen Abschnitt des
Befestigungsteils 42 erfolgt. Wenn der Benutzer den künstlichen Fuß 14 vom Boden abhebt, um einen weiteren
Schritt vorzubereiten, werden die Belastungen der Puffer 82 und 84 und der elastischen Abschnitte 70 und
72 weggenommen.
Die primäre Bewegung, für die die Sprunggelenkprothese 10 ausgelegt ist, ist eine Abbiegung des Fußes 14
gegenüber dem künstlichen Unterschenkel 12 in Fersen- und in Ballenrichtung.
Die Abbiegung erfolgt um eine Achse, die senkrecht zur Längsachse des Unterschenkels 12 und quer zur
Längsachse des Fußes 14 verläuft oder, mit anderen Worten, um eine Achse, die mindestens der Längsachse
66 des Schwenkstiftes 64 benachbart und zumindest annähernd parallel zu ihr ist, falls sie nicht überhaupt mit
ihr zusammenfällt. Das Zusammenfallen der Drehachse mit der Längsachse 66 hängt teilweise davon ab, ob der
Schwenkstift 64 während der Drehung zwischen ihm und einem Befestigungsteil 40 oder 42 ausweicht.
Die elastischen Abschnitte 70, 72 in der Sprunggelenkprothese 10 erlauben es, auch eine gewisse Drehung
des Fußes 14 nach innen oder nach außen und eine Abknickung des künstlichen Fußes 14 nach innen oder
nach außen aufzunehmen. Damit ein Abknicken des Fußes 14 nach innen oder außen möglich ist, d. h. eine
Drehung um eine etwa parallel zur Längsachse des Fußes 14 liegende Achse, müssen die Befestigungsteile 40
und 42 der Sprunggelenkprothese 10 sich an einer der beiden Seiten der Sprunggelenkprothese 10 zueinander
drehen. Die Drehung zwischen den Befestigungsteilen 40 und 42 wird dann durch eine Druckbelastung der
beiden elastischen Abschnitte 70 und 72 in der Nähe einer Seite der Sprunggelenkprothese 10 oder einem
Ende des Schwenkstiftes 64 aufgenommen. In der Nähe des anderen Endes des Schwenkstiftes 64 können die
elastischen Abschnitte 70 und 72 unter Zugbelastung gesetzt werden, wenn die Befestigungsteile 40 und 42
sich voneinander wegdrehen. Alternativ kann das Gewicht des Benutzers der Sprunggelenkprothese 10 eine
ausreichende Druckvorbelastung auf die elastischen Abschnitte 70 und 72 übertragen, so daß die Drehung
der Bestandteile 40 und 42 voneinander weg lediglich die Vorbelastung ohne Erzeugung von Zugbelastungen
verringert.
so Eine Drehung des Fußes 14 nach innen oder nach außen um eine parallel zur Längsachse des Unterschenkels
12 gelegene Achse wird in erster Linie durch eine Scherabbiegung der elastischen Abschnitte 70 und 72
aufgenommen. Wegen der Zwischenräume zwischen den freiliegenden Flächen 74 und 76 der elastischen Abschnitte
70 bzw. 72 und wegen der Zwischenräume zwischen den Befestigungsteilen 40 und 42 ist im wesentlichen
keine Druckbelastung der elastischen Abschnitte 70, 72 erforderlich, um eine Drehung des Fußes 14 aufzunehmen.
In F i g. 4 und 5 wird eine weitere Ausführung der Sprunggelenkprothese 10 gezeigt Die Sprunggelenkprothese
10 enthält wie die in F i g. 2 gezeigte zwei mit Abstand voneinander angeordnete Befestigungsteile 40
und 42, die aus einem steifen Material bestehen. Jeder Befestigungsteil 40 und 42 weist eine geformte Fläche
44 bzw. 46 und an der anderen Seite ebene Flächen 48 bzw. 50 auf. Zwischen den konkav gekrümmten Flä-
9 10
chenabschnitten 52 und 58 der geformten Flächen 44 anderen Ausführungsbeispielen nach F i g. 1—5.
und 46 befindet sich ein zylindrischer Schwenkstift 64. Alle bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele be-Die elastischen Abschnitte 70 und 72 dienen zur Befesti- ziehen sich auf die Sprunggelenkprothesen zur Anbringung des Schwenkstiftes 64 an den Befestigungsteilen gung außen an einem menschlichen Körper. Dennoch 40 bzw.42. 5 kann der grundsätzliche Schwenkaufbau einer jeden
und 46 befindet sich ein zylindrischer Schwenkstift 64. Alle bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele be-Die elastischen Abschnitte 70 und 72 dienen zur Befesti- ziehen sich auf die Sprunggelenkprothesen zur Anbringung des Schwenkstiftes 64 an den Befestigungsteilen gung außen an einem menschlichen Körper. Dennoch 40 bzw.42. 5 kann der grundsätzliche Schwenkaufbau einer jeden
Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach F i g. 2 bisher besprochenen Ausführung auch für Gelenkprobesitzt
die Sprunggelenkprothese 10 nach F i g. 4 und 5 thesen zum Implantieren in den Körper verwendet wernur
einen einzigen hinteren Puffer 86, der zwischen den den. In Fig. 8 ist eine Fingergelenkprothese 11 darge-Befestigungsteilen
40 und 42 angeordnet ist Um den stellt, die zwei einander entgegengesetzt liegende gePuffer
86 im Gebrauch vor Zugbelastungen beim Ab- io trennte Befestigungsteile 40 und 42 mit gegenseitigem
biegen der Sprunggelenkprothese 10 zu schützen, wird Abstand zeigt Die Befestigungsteile 40 und 42 sind aus
der Puffer 86 einer Druckvorbelastung unterworfen, die steifen und physiologisch inertem Material, beispielsvom
Gewicht des Prothesenbenutzers herrührt Die weise aus Titan, nicht-rostendem Stahl, Kobalt-Chromvorderen Flächenabschnitte 56 und 62 der geformten Legierung, Nylon, Silikonharz oder Polyäthylen mit ho-Flächen
44 bzw. 46 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 is her Dichte hergestellt Die Befestigungsteile 40 und 42
weisen einen im Vergleich zu den entsprechenden Flä- weisen jeweilige Kopfabschnitte 122 und 124 und Stielchen
56 und 62 des Ausführungsbeispiels nach F i g. 2 abschnitte 126 bzw. 128 auf. Die Kopfabschnitte 122 und
geringeren Abstand zueinander auf, wodurch die Zug- 124 sind jeweils an einem Ende der Stielabschnitte 126
belastungen des Puffers 86 begrenzt werden. Dieser ge- bzw. 128 befestigt, wobei die Stielabschnitte 126, 128
ringere Abstand schränkt die Biegung in Ballenrichtung 20 relativ lang und verjüngt ausgeführt sind, um das Imein,
die die Sprunggelenkprothese 10 ausführen kann, plantieren in die intrameduilären Kanäle der Fingerknobedeutend
gegenüber der Biegung» die die Sprungge- chen zu ermöglichen. Die Stielabschnitte 126 und 128
lenkprothese 10 nach F i g. 2 ausführen kann. der Befestigungsteile 40 bzw. 42 werden typischerweise
Weiter weist die Sprunggelenkprothese 10 nach in die jeweiligen Fingerknochen eingekittet und können
F ig. 4 und 5 von oben gesehen eine im groben achtecki- 25 speziell ausgeformte Außenflächen besitzen, um das
ge Form auf, so daß keine Ecken der Befestigungsteile Anbringen an den Knochen oder in den Knochen zu
40 und 42 über die Seitenflächen des oberen Abschnitts erleichtern. Zusätzlich können die Stielabschnitte 126
des Fußes 14 vorstehen. Die Sprunggelenkprothese 10 und 128 mit einem porösen Material beschichtet oder
enthält weiterhin relativ tiefe Nuten 88, die in der Fläche aus einem solchen gebildet sein, in das Knochengewebe
des hinteren Puffers 86 bei den Trennflächen zwischen 30 einwachsen kann, um die Befestigungsteile 40 und 42
Puffer und Befestigungsteilen 40 und 42 ausgebildet der Fingergelenkprothese 11 mit den jeweiligen Fingersind,
um die hohen Spannungen zu verringern, die sonst knochen fest zu verbinden.
an diesen Stellen auftreten können. Der Schwenkstift Die Kopfabschnitte 122 und 124 der Befestigungsteile
64' besitzt je eine Sackbohrung 90 in seinen beiden axia- 40 und 42 weisen Flächen 52 bzw. 58 auf, die zumindest
len Enden, so daß er in der richtigen Ausrichtung und 35 in einer Ebene konkav gekrümmt sind. Die konkav ge-
Lage in eine Form eingesetzt werden kann, um die ela- krümmten Flächen 52 und 58 sind einander zugewandt
stomeren Abschnitte der Sprunggelenkprothese 10 aus- angeordnet Zwischen ihnen befindet sich mit Abstand
zubilden. In der Form können Vorsprünge vorgesehen von jeder gekrümmten Fläche 52 und 58 ein zylindri-
werden, die in die Sackbohrungen 90 hineinreichen und scher Schwenkstift 64, der an der Fläche 52 durch einen
den Schwenkstift 64 während des Einbringens und Aus- 40 elastischen Abschnitt 70 und an der Fläche 58 durch
härtens des Elastomers an der richtigen Stelle halten. einen gleichartigen elastischen Abschnitt 72 befestigt
Eine dritte Ausführung einer Sprunggelenkprothese ist. Jeder elastische Abschnitt 70 bzw. 72 besteht aus
10 ist in F i g. 6 und 7 dargestellt. Die Sprunggelenkpro- einem physiologisch inertem Elastomer. Die elastischen
these 10 entspricht im wesentlichen der Sprunggelenk- Abschnitte 70 und 72 sind mit dem Schwenkstift 64 an
prothese 10 nach Fig.4 und 5. Es sind jedoch zwei 45 einander in bezug auf die Längsachse 66 entgegengebedeutende
Unterschiede vorhanden, zum einen sind setzt liegenden Stellen verbunden und sie weisen jeweils
gekrümmte Einlagescheiben 114 aus steifem Material in zwei freiliegende Flächen 74 bzw. 76 auf, die sich in
die elastischen Abschnitte 70 und 72 eingelagert die den Längsrichtung des Schwenkstiftes 64 und von einer dem
Schwenkstift 64 mit den Befestigungsteilen 40 und 42 Umfang des Schwenkstiftes 64 benachbarten Stelle rader
Sprunggelenkprothese 10 verbinden. Die Einlage- so dial nach außen erstrecken. Die freiliegenden Flächen
scheiben 114 erhöhen die mögliche Druckbelastung der 74 besitzen von den freiliegenden Flächen 76 über ihre
Sprunggelenkprothese 10, ohne die Aufnahmefähigkeit gesamte Länge einen Abstand, der in radialer Richtung
für Drehbewegung der Befestigungsteile 40 und 42 um vom Stift 64 nach außen hin zunimmt
die Längsachse 66 des Schwenkstifts 64 zu beeinflussen. Im Einsatz funktioniert die Fingergelenkprothese 11 Zum anderen besteht ein weiterer Unterschied zwi- 55 in fast gleicher Weise wie die Sprunggelenkprothese 10 sehen den Ausführungsformen nach Fig.4, 5 und nach Fig. 1 und 2. Wenn beispielsweise ein Abbiegen Fig.6, 7 darin, daß der Schwenkstift 64, wie in Fig.7 der einander benachbarten Fingerknochen, in welche gezeigt, eine in Richtung seiner Längsachse 66 ge- die Prothese 11 implantiert ist, eine Relativdrehung zwikrümmte Außenfläche besitzt Wie in F ig. 7 weiter zu sehen Schwenkstift 64 und den Befestigungsteilen 40 sehen ist sind auch die gekrümmten Flächenabschnitte 60 und 42 um eine Achse ergibt, die zumindest in der Nähe 52 und 58 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 in zwei senk- der Längsachse 66 des Stiftes 64 liegt und sich parallel recht aufeinanderstehenden Ebenen gekrümmt und zu dieser erstreckt, so wird diese Bewegung elastisch ebenso die Einlagescheiben 114. Durch die doppelte durch eine Torsionsabbiegung der elastischen Abschnit-Krümmung der Außenfläche des Schwenkstiftes 64 und te 70 und 72 aufgenommen. Die durch die vorderen und der entsprechenden Flächen der anderen Elemente der 65 hinteren Puffer 78, 80, 82 und 84 bei der äußeren Sprunggelenkprothese 10 ergibt sich eine vergrößerte Sprunggelenkprothese 10 nach Fig. 1 und 2 herbeigc-Aufnahmefähigkeit der Sprunggelenkprothese 10 nach führte Bewegungsbegrenzungswirkung wird bei der F ig. 6,7, für die Kippung des Fußes im Vergleich zu den Fingergelenkprothese 11 durch die Muskeln, Bänder
die Längsachse 66 des Schwenkstifts 64 zu beeinflussen. Im Einsatz funktioniert die Fingergelenkprothese 11 Zum anderen besteht ein weiterer Unterschied zwi- 55 in fast gleicher Weise wie die Sprunggelenkprothese 10 sehen den Ausführungsformen nach Fig.4, 5 und nach Fig. 1 und 2. Wenn beispielsweise ein Abbiegen Fig.6, 7 darin, daß der Schwenkstift 64, wie in Fig.7 der einander benachbarten Fingerknochen, in welche gezeigt, eine in Richtung seiner Längsachse 66 ge- die Prothese 11 implantiert ist, eine Relativdrehung zwikrümmte Außenfläche besitzt Wie in F ig. 7 weiter zu sehen Schwenkstift 64 und den Befestigungsteilen 40 sehen ist sind auch die gekrümmten Flächenabschnitte 60 und 42 um eine Achse ergibt, die zumindest in der Nähe 52 und 58 der Befestigungsteile 40 bzw. 42 in zwei senk- der Längsachse 66 des Stiftes 64 liegt und sich parallel recht aufeinanderstehenden Ebenen gekrümmt und zu dieser erstreckt, so wird diese Bewegung elastisch ebenso die Einlagescheiben 114. Durch die doppelte durch eine Torsionsabbiegung der elastischen Abschnit-Krümmung der Außenfläche des Schwenkstiftes 64 und te 70 und 72 aufgenommen. Die durch die vorderen und der entsprechenden Flächen der anderen Elemente der 65 hinteren Puffer 78, 80, 82 und 84 bei der äußeren Sprunggelenkprothese 10 ergibt sich eine vergrößerte Sprunggelenkprothese 10 nach Fig. 1 und 2 herbeigc-Aufnahmefähigkeit der Sprunggelenkprothese 10 nach führte Bewegungsbegrenzungswirkung wird bei der F ig. 6,7, für die Kippung des Fußes im Vergleich zu den Fingergelenkprothese 11 durch die Muskeln, Bänder
11
und Sehnen des Fingers bewirkt, in den die Prothese implantiert ist. Die Muskeln und Sehnen werden durch
die Implantation normalerweise nicht zerstört. Schwenkbewegungen zwischen den Fingerknochen, in
welche die Prothese 11 implantiert ist, die mit einer Drehung nach innen und nach außen oder mit einem
Abkippen nach innen und nach außen eines Fußes vergleichbar sind, werden in erster Linie durch Zusammendrücken
und/oder Scheren der elastischen Abschnitte 70 und 72 aufgenommen. ι ο
• Die elastischen Abschnitte 70, 72 und der Schwenkstift 64 können auch bei einer implantierten Gelenkprothese,
wie sie in F i g. 8 gezeigt ist, entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 6,7 ausgebildet werden.
Während bei Fingergelenken eine Verbesserung der Bewegungsaufnahme durch die Doppelkrümmung des
Schwenkstiftes und der zugeordneten Elemente nach F i g. 7 nicht nötig ist, so wird bei Prothesen für andere
Körpergelenke, z. B. bei Metacarpal-Phalangal-Gelenken
oder bei Schultergelenken eine derartige Doppelkrümmung erforderlich oder erwünscht sein, um eine
zusätzliche Bewegung aufnehmen zu können. Die zusätzliche Bewegungsaufnahme kann auch dadurch herbeigeführt
werden, daß beispielsweise die Länge des Schwenkstiftes 64 verringert oder daß die radiale Dicke
der elastischen Abschnitte 70 und 72 vergrößert wird. Umgekehrt ergibt eine Verlängerung des Schwenkstiftes
64 oder eine Dickenreduzierung der elastischen Abschnitte 70 und 72 eine verkleinerte Bewegungsaufnahme
um andere Achsen als die Längsachse 66. Derartige Anpassungen des Aufbaus, um die Bewegungsaufnahmeeigenschaften
der Prothese nach F i g. 8 zu ändern, können auch bei anderen Prothesen angewendet werden.
35 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
40
45
50
55
60
65
Claims (1)
1. Prothesengelenk mit zwei einen Abstand zuein- te (56, 62) befestigt ist und sich von mindestens eiander
aufweisenden, miteinander gelenkig und ela- 5 nem Befestigungsteil (40,42) zu dem jeweils anderen
stisch verbundenen Befestigungsteilen, zwischen de- erstreckt.
nen ein steifer Schwenkstift angeordnet ist, der mit 11. Prothesengelenk nach Anspruch 9 oder 10, da-
einem der beiden Befestigungsteile über einen er- durch gekennzeichnet, daß die vorderen Flächenab-
sten elastischen Abschnitt verbunden ist, dadurch schnitte (56, 62) der beiden geformten Flächen (44,
gekennzeichnet, daß der Schwenkstift (64) 10 46) so angeordnet sind, daß ihr gegenseitiger Ab-
auch mit dem anderen Befestigungsteil (42) über ei- stand von hinten nach vorn zunimmt, und die hinte-
nen zweiten elastischen Abschnitt (72) verbunden ist ren Flächenabschnitte (54,56) der beiden geformten
und daß die elastischen Abschnitte (70, 72) zumin- Flächen (44,46) so angeordnet sind, daß ihr gegen-
dest auf einer Seite des Schwenkstiftes im Außenbe- seitiger Abstand von vorne nach hinten zunimmt
reich voneinander einen Abstand aufweisen. 15 12. Prothesengelenk nach einem der vorhergehen-
2. Prothesengelenk nach Anspruch 1, dadurch ge- den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erkennzeichnet,
daß der erste und der zweite elasti- ste und das zweite Befestigungsteil (40,42) miteinansche
Abschnitt (70, 72) um die Längsachse (66) des der nur durch das Schwenkalement (64) und den
Schwenkstiftes (64) herum gekrümmt sind. ersten und den zweiten elastischen Abschnitt (70,72)
5. Prothesengelenk nach Anspruch 2, dadurch ge- 20 verbunden sind,
kennzeichnet, daß der erste und der zweite elastische Abschnitt (70,72) um eine senkrecht zur Längs-
achse (66) des Schwenkstiftes (64) verlaufende Achse
herum gekrümmt sind.
herum gekrümmt sind.
4. Prothesengelenk nach einem der vorhergehen- 25 Die Erfindung betrifft ein Prothesengelenk gemäß
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beide dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Befestigungsteile (40, 42) jeweils einen um die Aus der US-PS 34 80 972 ist ein derartiges Prothesen-Längsachse
(66) des Schwenkstifts (64) herum ge- gelenk bekannt, bei dem das erste mit dem künstlichen
krümmten Flächenabschnitt (52, 58) aufweisen, der Unterschenkel verbundene Befestigungsteil durch eine
einer entsprechend gekrümmten Fläche des 30 äußere Hülse gebildet ist, die an ihrer dem Unterschen-Schwenkstiftes
(64) zugewandt ist kel abgewandten Seite axial in der Mitte eine Öffnung
5. Prothesengelenk nach Anspruch 4, dadurch ge- aufweist. Durch diese Öffnung erstreckt sich ein im wekennzeichnet,
daß die gekrümmten Flächenab- sentlichen parallel zum Unterschenkel und senkrech"
schnitte (52,58) beider Befestigungsteile (40,42) und zur Hülse verlaufender Bolzen, der das zweite Befesti
die gekrümmte Fläche des Schwenkstifts (64) um 35 gungsteil darstellt, an dem direkt ein koaxial zur Hüls«
eine senkrecht zur Längsachse (66) des Schwenk- angeordneter Schwenkstift befestigt ist. Zwischen den
Stifts (64) verlaufende Achse herum gekrümmt sind. Schwenkstift und der äußeren Hülse ist eine Gummihül
6. Prothesengelenk nach Anspruch 4 oder 5, da- se angeordnet, die diese beiden Teile miteinander ver
durch gekennzeichnet, daß die gekrümmten FIa- bindet Das Prothesengelenk wird so zwischen einen
chenabschnitte (52,58) des ersten und zweiten Befe- 40 künstlichen Fuß und einem künstlichen Unterschenke
stigungsteils (40, 42) jeweils parallel zur gekrümm- eingesetzt daß der Schwenkstift senkrecht zur Fersen
ten Fläche des Schwenkstifts (64) liegen. ballenrichtung des Fußes und senkrecht zur Längsachs
7. Prothesengelenk nach einem der Ansprüche 4 des Unterschenkels verläuft.
bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der erste und der Aus der US-PS 1911 440 ist ein weiteres Protheser
zweite elastische Abschnitt (70,72) jeweils zwischen 45 gelenk bekannt, das sich von dem gattungsbildende
dem gekrümmten Flächenabschnitt (52, 58) des be- Prothesengelenk im wesentlichen nur dadurch untei
treffenden Befestigungsteils (40, 42) und der ge- scheidet, daß der Schwenkstift, der koaxial in der äußf
krümmten Fläche des Schwenkstifts (64) angeordnet ren Hülse angeordnet ist, an seinen axialen Enden Gf
und an diesen befestigt ist windebohrungen trägt in die zweite Befestigungstei
8. Prothesengelenk nach einem der vorhergehen- 50 haltende Schrauben eingesetzt sind.
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bei beiden bekannten Prothesengelenken wird eir
elastischen Abschnitte (70,72) auf beiden Seiten des Abbiegung des Fußes in Fersenballenrichtung, wie s
Schwenkstifts (64) im Außenbereich voneinander ei- beim normalen Gehen auftritt, durch eine umfangsm.
nen Abstand aufweisen. ßige Scherung der Gummihülse ermöglicht die nach d·
9. Prothesengelenk nach einem der Ansprüche 4 55 Entlastung des Fußes das Prothesengelenk in die Ruh
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden lage zurückführt Der Scherwinkel der Gummihülse, d
Befestigungsteile (40,42) eine dem Schwenkstift zu- dem Schwenkwinkel des Schwenkstiftes gegen die ä
gewandte geformte Fläche (44,46) aufweist die je- Bere Hülse entspricht ist hierbei gleich dem Abbieg
weils einen vorderen und einen hinteren Flächenab- winkel des Fußes gegen die Ruhelage.
schnitt (54, 60 bzw. 56, 62) besitzt zwischen denen t* Soll bei einem derartigen Prothesengelenk die Sch«
die gekrümmten Flächenabschnilte (52 bzw. 58) an- belastung der Gummihülse vermindert werden, um c
geordnet sind, und daß wenigstens ein dritter elasti- Lebensdauer zu erhöhen, so muß die radiale Dicke d
scher Abschnitt (78, 80, 86) vorgesehen ist, der an Gummihülse vergrößert werden, was zu einem allg
zumindest einem der beiden hinteren Flächenab- mein vergrößerten Prothesengelenk führt
schnitte (54,60) befestigt ist und sich von mindestens t» Beim Gebrauch derartiger Prothesengelenke tret
einem Befestigungsteil (40,42) zu dem jeweils ande- aber auch Dreh- und Kippbewegungen des Fußes geg
ren erstreckt den Unterschenkel auf, d. h. Drehbewegungen um ser
10. Prothesengelenk nach Anspruch 9, dadurch recht zum Schwenkstift verlaufende Drehachsen. Die
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