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Dokumentenidentifikation DE102006027155A1 13.12.2007
Titel Kniegelenksfixateur
Anmelder Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald, 17489 Greifswald, DE
Erfinder Foest, Ronald, Dr., 17495 Groß Kiesow, DE
Vertreter Wablat, W., Dipl.-Chem. Dr.-Ing. Dr.jur., Pat.-Anw., 14129 Berlin
DE-Anmeldedatum 08.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006027155
Offenlegungstag 13.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2007
IPC-Hauptklasse A61B 17/60(2006.01)A, F, I, 20060608, B, H, DE
IPC-Nebenklasse A61B 17/64(2006.01)A, L, I, 20060608, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Kniegelenksfixateur (1) zur schonenden Führung eines Kniegelenks eines Benutzers umfasst ein Oberteil (52), das mittels Knochenschrauben (20, 22, 24) an dem Oberschenkelknochen des Benutzers befestigbar ist, ein Unterteil (54), das mittels Knochenschrauben (40, 42, 44) an dem Schienbeinknochen des Benutzers befestigbar ist, und ein dazwischen befindliches Drehgelenk (50, 50'), wobei für die linke und rechte Kniegelenkseite je ein Oberteil (52, 52') und ein Unterteil (54, 54') mit einem dazwischen liegenden Oberbügel (10) und Unterbügel (30) vorgesehen ist und wobei die beiden Oberteile (52, 52') und Unterteile (54, 54') jeweils durch Oberbügel (10) und Unterbügel (30) miteinander verbunden sind, wobei in der jeweiligen Mitte von Oberbügel (10) und Unterbügel (30) Knochenschrauben angebracht sind.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kniegelenksfixateur, insbesondere einen dynamischen Kniegelenksfixateur, der ein Oberteil, das mittels Knochenschrauben an einem Oberschenkelknochen eines Benutzers befestigbar ist, ein Unterteil, das mittels Knochenschrauben an dem Schienbeinknochen des Benutzers befestigbar ist, sowie ein dazwischen befindliches Drehgelenk umfasst.

Kniegelenkserkrankungen oder -verletzungen sind oft mit komplizierten und langwierigen Heilungsprozessen verbunden. Für einen optimalen Heilungsverlauf nach operativen Eingriffen am Kniegelenk ist es wichtig, dass das Kniegelenk möglichst ruhig gestellt ist, um die Regeneration des erkrankten Gewebes zu ermöglichen bzw. zu beschleunigen. Andererseits birgt eine vollständige Ruhigstellung des Kniegelenks die Gefahr, dass eine Gelenkversteifung aufgrund von Kapselschrumpfung sowie Muskel- und Sehnenverkürzung einsetzt. Weiterhin ist bei bestimmten Erkrankungen des Kniegelenks oder der angrenzenden Knochen eine Entlastung des Kniegelenks erforderlich, wobei eine Entlastung des ganzen Beins und die Einschränkung der Beweglichkeit des Kniegelenks jedoch eher ungünstig sind. Insbesondere beispielsweise bei Knorpelschäden im Belastungsbereich oder nach Knorpeltransplantationen ist es erforderlich, die in Streckstellung des Kniegelenks – also beim normalen Stehen und Gehen – belasteten Gelenkflächen zu entlasten. Die durch Inaktivität bedingte Muskelatrophie des betroffenen Beins beeinträchtigt zusätzlich die der unmittelbaren Therapie folgenden Rekonvaleszenz.

Die natürliche Bewegung des Kniegelenks ist eine aus einer Roll- und einer Gleitbewegung zusammengesetzte Bewegung.

Einen Kniegelenksfixateur der gattungsgemäßen Art zum Unterstützen eines Kniegelenks beschreibt die Druckschrift DE 196 41 131 C1. Der hierein gezeigte kniegelenkübergreifende Fixateur ist an einer Seite des Kniegelenks über ein Oberteil mittels fest an einem Oberschenkelknochen eines Benutzers und über ein Unterteil mittels Knochenschrauben fest an dem entsprechenden Schienbeinknochen des Benutzers angebracht. Zwischen dem Oberteil und Unterteil sind die Kreuzbänder des Knies nachbildende Gelenkbänder über Kreuz angeordnet, so dass dem erkrankten Kniegelenk eine Roll-Gleitbewegung ermöglicht ist. Weiterhin beschreibt diese Druckschrift die Verwendung dieser über Kreuz angeordneten Gelenkbänder gegenüber einem einfachen Scharniergelenk als vorteilhaft.

Allerdings bedingt die hier gezeigte Mehrzahl an Gelenken ein relativ hohes Gesamtgewicht sowie einen relativ komplizierten Aufbau des Fixateurs. Zudem unterstützt dieser Fixateur das Nachvollziehen der natürlichen Bewegung und somit auch der unerwünschten Gleitbewegung des Kniegelenks. Weiterhin lässt der hier gezeigte Fixateur Wünsche hinsichtlich der Stabilität der Anordnung im Betrieb offen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kniegelenksfixateur zu schaffen, welcher einem Benutzer unter Vermeidung der Nachteile aus dem Stand der Technik eine gute Stabilität gewährt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausgebildeten Kniegelenksfixateur gelöst. Weitere Merkmale und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Der erfindungsgemäße Kniegelenksfixateur zur schonend geführten Bewegung eines erkrankten Knies eines Benutzers umfasst ein Oberteil, das mittels Knochenschrauben an dem Oberschenkelknochen des Benutzers befestigbar ist, ein Unterteil, das mittels Knochenschrauben an dem Schienbeinknochen des Benutzers befestigbar ist, und ein dazwischen befindliches Drehgelenk, wobei insbesondere für die linke und rechte Kniegelenkseite je ein Oberteil und ein Unterteil mit einem dazwischen liegenden Oberbügel und Unterbügel vorgesehen sind und wobei ferner die beiden Oberteile und Unterteile jeweils durch Oberbügel und Unterbügel miteinander verbunden sind, wobei in dem jeweiligen mittleren Bereich von Oberbügel und Unterbügel Knochenschrauben anbringbar sind. Dadurch, dass der Oberbügel in festem Eingriff mit den Oberteilen ist und drei Knochenschrauben je an etwa der Mitte des Oberbügels und an dem rechten und linken Oberteil vorgesehen sind, ist der obere Teil des Kniegelenksfixateurs sehr fest und stabil an dem Oberschenkelknochen des Benutzers anbringbar. In ähnlicher Weise ist der untere Teil des Kniegelenksfixateurs sehr fest und stabil an dem Schienbeinknochen des Benutzers angebracht, weil der Unterbügel in festem Eingriff mit den Unterteilen ist und drei Knochenschrauben je etwa an der Mitte des Unterbügels und an dem rechten und linken Unterteil vorgesehen sind. Es ist also jegliches mögliche Spiel dieser Befestigungen herausgenommen. Im Gegensatz hierzu ist eine Anbringung eines bekannten einseitigen Kniegelenksfixateurs instabil. Selbst bei einer beidseitigen Anbringung zweier derartiger bekannter einseitiger Kniegelenksfixateure, wäre die Ausrichtung der Drehachsen problematisch. Außerdem würde dies die Anzahl der in die Knochen des Benutzers hineinzuschraubenden Knochenschrauben erhöhen. Der erfindungsgemäße Kniegelenksfixateur gewährt somit dem Benutzer eine gute Stabilisierung des Kniegelenks und ermöglicht zusätzlich eine Entlastung der Gelenkflächen und eine definierte Beweglichkeit des Kniegelenks.

Hervorzuheben ist bei dem erfindungsgemäßen Kniegelenksfixateur, dass sowohl die für den Oberschenkelknochen vorgesehenen Knochenschrauben als auch die für den Schienbeinknochen vorgesehenen Knochenschrauben aufgrund der Verwendung der jeweiligen Bügel derart zueinander angeordnet sein können, dass die seitlichen Knochenschrauben des Ober- bzw. Unterteils im wesentlichen senkrecht zu den jeweiligen an dem Oberbügel bzw. Unterbügel angebrachten Knochenschrauben orientiert sein können. Hierdurch ist eine besonders gute Stabilität im Vergleich zu einer Anordnung der Knochenschrauben in einer Ebene gewährleistet. Außerdem gestattet diese Anordnung einen minimalen Materialeinsatz und damit ein geringes Gesamtgewicht im Vergleich zu anderen Anordnungen. Zudem ist die Bedienung bei solch einem Aufbau während einer Operation besonders einfach, weil das Ausrichten der Knochenschrauben nur anhand zueinander senkrechter Linien zu erfolgen hat und insbesondere die am jeweiligen Ober- oder Unterbügel angebrachte Schraube in ihrer Ausrichtung an die patientenspezifischen Gegebenheiten angepasst werden kann. Alternativ ist auch eine Anordnung der Knochenschrauben denkbar, bei der die Knochenschrauben von jeweils Ober- und Unterteil in einem gleichmäßigen Winkelabstand von 120° zueinander angeordnet sind. Dies würde eine noch weiter erhöhte mechanische Stabilität der Anbringung bewirken. Allerdings wäre dann ein erhöhter Materialeinsatz erforderlich und die Bedienung wäre erschwert, da dann der Operateur in einem größeren Winkelbereich um das Bein herum arbeiten müsste.

Es ist auch möglich, die Knochenschrauben in anderen Winkeln zueinander anzuordnen. Vorteilhaft hinsichtlich der Stabilität ist in jedem der Fälle, eine Anordnung zu wählen, in welcher die Knochenschrauben nicht auf einer Linie liegen.

Weiterhin ist durch den beschriebenen Aufbau des erfindungsgemäßen Kniegelenksfixateurs die freie Rollbewegung des Kniegelenks ermöglicht und im Wesentlichen das Gewicht des Benutzers getragen. Ferner bedingt dieser einfache Aufbau ein geringes Gewicht, so dass er für einen Benutzer nicht als übermäßige Belastung empfunden wird. Dadurch, dass der Kniegelenksfixateur als fertig zusammengebaute und justierte Vorrichtung an dem Bein des Benutzers fixiert werden kann, abgesehen von weiter unten beschriebenen individuellen Positionierungen der Knochenschrauben, entfallen komplizierte Justagevorgange während der Operation, wie sie bei den lediglich seitlich anzubringenden Kniegelenksfixateuren aus dem Stand der Technik erforderlich wären.

Als Material für die Bügel und die Gelenke sind beispielsweise CFK-Werkstoffe (Karbonfaser verstärkte Kunststoffe) oder Aluminium geeignet. Es können aber auch Stahl- oder Titan-Legierungen infrage kommen. Die Bügel sind mittels Knochenschrauben jeweils an dem betreffenden Ober- und Schienbeinknochen fest angebracht. Hierzu ist ein Bügel jeweils an seinem Bereich, der einen Bogen zwischen den beiden Bügelenden bildet, mit einer Halterung versehen, welche eine mittlere Knochenschraube haltert. Außerdem ist der Bügel jeweils fest in Eingriff mit zwei Oberteilen oder Unterteilen, welche jeweils eine Halterung für linke und rechte Knochenschrauben aufweisen, so dass der Bügel jeweils mittels insgesamt drei Knochenschrauben fest mit dem Knochen des Benutzers in Eingriff ist. Der Oberbügel ist somit über drei Knochenschrauben fest an dem Oberschenkelknochen des Benutzers und der Unterbügel über drei Knochenschrauben fest an dem Schienbeinknochen des Benutzers angebracht. Diese Knochenschrauben können aus geeigneten Polymeren und/oder aus Stahl- oder Titanlegierungen gefertigt sein.

Durch die beschriebene erfindungsgemäße Struktur des Kniegelenksfixateurs, die aus dem Oberbügel mit den Oberteilen, die über die beiden Drehgelenke mit dem Unterbügel mit den Unterteilen verbunden ist, besteht, ist die Gewichtskraft des Benutzers quasi auf die beiden Drehgelenke umgeleitet, so dass das erkrankte oder zu heilende Knie des Benutzers entlastet ist. Weiterhin ist ausschließlich die Rollbewegung des Knies unterstützt, so dass bei gehemmter Gleitbewegung erkranktes Knorpelgewebe für die Dauer der Applikation geschont bleibt, mit der Wirkung, dass gezielt eine Heilung des erkrankten Gewebes befördert wird, ohne die betreffende Gliedmaße beispielsweise einem Atrophie-Risiko auszusetzen.

Bei der Montage des Kniegelenksfixateurs in Beugestellung des Kniegelenks ist somit eine völlige Entlastung der Gelenkflächen bei Streckung des Gelenks, also beim normalen Stehen und Gehen, bereitgestellt.

Selbstverständlich sind beide Drehachsen des linken und des rechten Drehgelenks derart in einer Flucht ausgerichtet, dass sie die vorgesehene Rollbewegung des Kniegelenks ermöglichen.

Die Drehgelenke sind relativ einfach aufgebaut, um das Gewicht des Kniegelenksfixateurs gering zu halten und einfach an die individuellen Gegebenheiten eines Benutzers anpassbar zu sein. Jeweils ein Drehgelenk ist an einem Oberteil und einem Unterteil angeordnet, welche gegeneinander drehbar zusammengehalten sind. Beide Gelenkteile, das Oberteil und das Unterteil, weisen einen ähnlichen Aufbau auf, nämlich einen im wesentlichen aus gegeneinander drehbar angeordneten Scheiben zusammengesetzten Gelenkbereich, an dem Ober- und Unterteil drehbar miteinander verbunden sind, ein flaches Mittelteil, welches einen Längsschlitz aufweist, sowie eine an dem flachen Mittelteil angeformte Verlängerung.

Das Oberteil ist über eine an dem Längsschlitz verschiebbare und arretierbare Halterung an einem Ende eines Bügels fest angebracht. Somit ist das Oberteil in seiner Position relativ zu dem Bügel individuell für einen Benutzer anpassbar und fixierbar. Die Halterung für das Bügelende ist mittels einer durch den Längsschlitz geführten Bolzenschraube an dem flachen Mittelteil befestigt, indem beispielsweise ein Paar von Klemmbacken sowohl das Bügelende als auch das flache Mittelteil umgreift, und wobei beim Zusammendrehen der Bolzenschraube mit einer geeigneten Mutter Bügelende und flaches Mittelteil miteinander fest beklemmt werden. Somit ist ein variabler und fester Zusammenhalt des Oberbügels mit dem Oberteil erzielt, so dass eine individuelle Anpassung an den Benutzer ermöglicht ist. An dem dem Drehgelenk abgelegenen Ende der Verlängerung ist eine weitere Halterung angebracht, welche eine Knochenschraube haltert. Die durch den Längsschlitz geführte Bolzenschraube weist einen gelösten Zustand auf, in welchem die Klemmbacken oder das Klemmbackenpaar geöffnet sind und die Halterung für das Bügelende beweglich ist, und einen arretierten Zustand, in welchem das Bügelende in der Halterung für das Bügelende fixiert und die Halterung für das Bügelende an dem Längsschlitz fest gehalten ist. Die obige Beschreibung für das Oberteil gilt in entsprechender Weise für das Unterteil.

Somit weist also der obere Teil des Kniegelenksfixateurs einen Aufbau auf, bei welchem der Oberbügel mittels einer mittleren Knochenschraube an dem Oberschenkelknochen fest angebracht ist, der Oberbügel fest mit einem linken Oberteil mit linkem Drehgelenk und einem rechten Oberteil mit rechtem Drehgelenk verbunden ist, wobei das linke Oberteil über eine linke Knochenschraube mit dem Oberschenkelknochen und das rechte Oberteil über eine rechte Knochenschraube mit dem Oberschenkelknochen fest verbunden sind.

Ferner weist der untere Teil des Kniegelenksfixateurs einen Aufbau aus, bei welchem der Unterbügel mittels einer mittleren Knochenschraube an dem Schienbeinknochen fest angebracht ist, der Unterbügel fest mit einem linken Unterteil mit linkem Drehgelenk und einem rechten Unterteil mit rechtem Drehgelenk verbunden ist, wobei das linke Unterteil des linken Drehgelenks über eine linke Knochenschraube mit dem Schienbeinknochen und das rechte Unterteil des rechten Drehgelenks über eine rechte Knochenschraube mit dem Schienbeinknochen verbunden sind.

Der Zustand, in dem die Halterungen für die Bügel fest arretiert sind, ist der Betriebszustand des Kniegelenksfixateurs, bei welchem die Gewichtskraft des Benutzers von dem Kniegelenksfixateur aufgenommen ist.

Das linke und das rechte Drehgelenk sind identisch aufgebaut. Das Drehgelenk umfasst in seinem zusammengebauten Zustand ein Paar von Scheiben, die in einem derartigen Abstand voneinander an dem Oberteil angebracht sind, dass sie eine dritte Scheibe von im wesentlichen gleichen Durchmesser wie das Paar von Scheiben zwischen sich aufnehmen. Diese dritte mittlere Scheibe ist Bestandteil des Gelenkbereichs des Unterteils. Bevorzugt sind die Scheiben über einen mittig angebrachten Achsbolzen gegeneinander drehbar gehaltert. Sie können in einer alternativen Ausführungsform aber auch derart gehaltert sein, dass an dem Paar von Scheiben eine über einen Teilbereich des Scheibenumfangs umlaufende Wand ausgebildet ist, welche einen Öffnungsbereich von beispielsweise 90° aufweist, in welcher Wand die Scheibe des Unterteils des Gelenks drehbar gehaltert ist und durch welchen Öffnungsbereich das flache Mittelteil des Unterteils ragt. Vorteilhaft ist diese Wand in der Form eines teilweisen Zylinders gefertigt.

Es ist weiterhin zweckmäßig, den erlaubten Bewegungswinkel des Kniegelenks einstellen zu können. Gerade kurz nach einer Operation kann es vorteilhaft sein, vorerst nur einen kleinen Bewegungswinkel zuzulassen und nach und nach bei fortschreitender Genesung diesen erlaubten Bewegungswinkel zu erweitern. Hierzu sind an der innerhalb des Paars von Scheiben des Drehgelenks des Unterteils angeordneten Scheibe des Oberteils Gewindebohrungen für Schrauben vorgesehen, wobei diese Gewindebohrungen konzentrisch zur Drehachse des Drehgelenks angeordnet sind. Auf der außenliegenden oder bezüglich des Benutzers äußeren, d.h. dem Kniegelenk abgewandten Scheibe des Paars von Scheiben sind zwei konzentrisch ausgeformte Schlitze vorgesehen, die jeweils einen Winkelbereich von etwa 100° bis 150° einnehmen und hinsichtlich des radialen Abstandes von der Drehachse mit den Gewindebohrungen ausgerichtet sind. Durch diese konzentrischen Schlitze hindurch können Bolzenschrauben in ausgewählte der Gewindebohrungen geschraubt werden, so dass Oberteil und Unterteil mittels des Drehgelenks in ihrer freien Drehbarkeit zueinander variabel eingeschränkt werden können.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Oberbügel einstückig mit den beiden Oberteilen und der Unterbügel einstückig mit den beiden Unterteilen ausgebildet. In diesem Falle weisen die Bügel an ihren Enden jeweils Längsschlitze auf. An diesen Längsschlitzen sind dann variabel verschiebbar und arretierbar Halterungen für die jeweiligen Knochenschrauben angebracht.

Gemeinsam ist den beiden Ausgestaltungen, dass ein dynamischer Kniegelenksfixateur kniegelenksübergreifend bereitgestellt ist, welcher die Gewichtskraft des Benutzers trägt und durch ein Drehgelenk vorteilhaft lediglich eine Rollbewegung des Kniegelenks zulässt und wobei ferner der obere Teil des Kniegelenksfixateurs und der untere Teil des Kniegelenksfixateurs jeweils durch drei Knochenschrauben gesichert ist, welche dazu vorgesehen sind, umfänglich in einen Oberschenkelknochen und/oder Schienbeinknochen hineingeschraubt zu werden. Somit ist dem Benutzer eine schonend geführte und gehaltene Bewegung seines Kniegelenks ermöglicht.

Ausführungsbeispiele des Kniegelenksfixateurs der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 den Kniegelenksfixateur in einer Seitenansicht;

2 den Kniegelenksfixateur in einer Draufsicht;

3a und 3b das Ober- und Unterteil des Kniegelenkfixateurs als Einzelteile;

4a und 4b Seiten- und Draufsicht auf zusammenmontierte Ober- und Unterteile;

5 den am Kniegelenk eines Benutzers angebrachten Kniegelenksfixateur einer alternativen Ausführungsform in einer Seitenansicht;

6 eine alternative Ausführungsform des Kniegelenksfixateurs in perspektivischer Darstellung und

7 eine alternative Ausgestaltung der Bauteile des Drehgelenkes des Kniegelenksfixateurs nach 5 in perspektivischer Ansicht.

Die 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Kniegelenksfixateur 1 in einer Seitenansicht und in einer Draufsicht. Ein Oberbügel 10 weist ein linkes Oberbügelende 12, ein rechtes Oberbügelende 14 sowie einen diese beiden Oberbügelenden 12, 14 verbindenden Bogenbereich 16 auf. An dem Bogenbereich 16 ist eine über einen, in eine Mehrzahl von Klemmbacken 15 eingreifenden Schraubbolzen 13 festziehbare Halterung 11 angebracht, an der eine Knochenschraube 20 fest angebracht ist, welche hier als mittige Knochenschraube 20 bezeichnet wird. Die mittige Knochenschraube 20 weist an ihrem der Halterung 11 gegenüberliegenden Ende einen Gewindebereich auf, der dazu vorgesehen ist, auf bekannte Weise in einen Oberschenkelknochen eines Benutzers hineingeschraubt zu werden. In der hier gezeigten Ausführungsform werden der Bogenbereich 16 und die mittige Knochenschraube 20 bei Betätigen des Schraubbolzens 13 gleichzeitig durch die Mehrzahl von Klemmbacken 15 beklemmt und bei entgegengesetzter Betätigung des Schraubbolzens gelöst. In einer alternativen Ausführungsform könnten separate Klemmmechanismen vorgesehen sein, so dass nacheinander die Halterung an der Knochenschraube angebracht wird und erst hernach der Oberbügel an der Halterung. Dies hätte den Vorteil, dass zunächst die Knochenschrauben an dem Bein des Benutzers gemäß den Entscheidungen des Operateurs befestigt würden und erst danach der Kniegelenksfixateur nach und nach auf der Grundlage der angebrachten Knochenschrauben und individuell an den Benutzer angepasst zusammengesetzt wird.

Das Oberbügelende 12 ist über eine Halterung 60 an einem Oberteil 52 eines Gelenks 50 angebracht, welches hier als linkes Gelenk 50 bezeichnet wird. Das Oberteil 52 weist einen als Scheibe 92 ausgebildeten Gelenkbereich auf, dem sich ein flaches Mittelteil 57 mit einem Längsschlitz 56 sowie eine Verlängerung 81 anschließt. Die Halterung 60 für den Oberbügel 10 ist über eine Bolzenschraube 61 in dem Längsschlitz 56 variabel fixierbar gehaltert. Mit der Bolzenschraube 61 kann ferner eine Mehrzahl von Klemmbacken 64 betätigt werden, so dass das Oberbügelende 12 über die Halterung 60 an einer gewünschten Position an dem flachen Mittelteil 57 des Oberteils 52 fixiert werden kann. Am Endbereich der Verlängerung 81 ist ferner eine Halterung 85 für eine Knochenschraube 22 vorgesehen, welche hier als linke Knochenschraube 22 bezeichnet wird. Die Halterung 85 funktioniert nach dem gleichen Klemmbacken-Bolzenschrauben-Prinzip wie bei der beschriebenen Halterung 60. In der gleichen Weise ist das Oberbügelende 14 an einem flachen Mittelteil 57' über eine Halterung 60' und eine Mehrzahl von Klemmbacken 64' angebracht, welche über eine Bolzenschraube 61' betätigt werden, welche eine variable Position innerhalb eines Längsschlitzes 56' eines zum Oberteil 52 parallel angeordneten Oberteils 52' einnimmt. Das eine Ende des Oberteils 52' bildet einen Teil eines rechten Drehgelenks 50'. Anzumerken ist, dass die Oberbügelenden 12 und 14 nur gleichzeitig in ihrer Position verändert werden.

Wie in 2 dargestellt, sind das linke Drehgelenk 50 und das rechte Drehgelenk 50' derart zueinander angeordnet, dass die jeweiligen Drehachsen in einer Flucht 89 liegen. Diese Justage wird vorteilhaft bereits während der Fertigung des Kniegelenksfixateurs, auf alle Fälle aber vor der Operation an dem Benutzer vorgenommen. In der hier gezeigten Ausführungsform sind die Drehachsen durch frei drehbare Achsbolzen 90, 90' gebildet, welche durch Kapseln oder Splinte 93 an ihren jeweiligen Enden gegen ein Herabfallen gesichert sind. Da die Achsbolzen 90, 90' zusammen die gesamte Gewichtskraft des Benutzers tragen, sind diese aus einem Material von besonderer Verschleißbeständigkeit und Abriebfestigkeit gefertigt.

Das Gelenk 50, 50' ist insgesamt durch das eine Ende des Oberteils 52, 52', den Achsbolzen 90, 90', die am Ende des Oberteils 52, 52' befindliche Scheibe 92, 92' sowie ein an einem Ende des Unterteils 54, 54' befindliches Scheibenpaar 94, 94' gebildet.

Das Unterteil 54, 54' umfasst ein flaches Mittelteil 59, 59' in welcher sich ein Längsschlitz 58, 58' für eine Bolzenschraube 63, 63' befindet, über welche eine Halterung 62, 62' gehalten wird. Die Halterung 62, 62' ist durch einen ähnlichen Klemmbackenmechanismus aufgebaut wie oben bereits beschrieben. Die Halterungen 62 und 62' tragen ferner einen Unterbügel 30 über dessen linkes Unterbügelende 32 und rechtes Unterbügelende 34. Ein verbindender Bogenbereich 36 des Unterbügels 30 trägt eine über einen Bolzen 33 festziehbare Halterung 31, die in ähnlicher Weise wie die bereits beschriebene Halterung 11 funktioniert. An der Halterung 31 des Unterbügels 30 ist ferner die mittlere Knochenschraube 40 befestigt. Die Halterungen 62, 62' sind in den Längsschlitzen 58, 58' variabel feststellbar angeordnet. Das heißt, die Positionen, an welchen die Halterungen fixiert werden, sind individuell an den Benutzer anpassbar.

Über an den Verlängerungen 83, 83' der Unterteile 59, 59' angebrachte Halterungen 87, 87' sind eine linke Knochenschraube 42 und eine rechte Knochenschraube 44 gehalten. Diese Halterungen 87, 87' sind entlang der Verlängerungen 83, 83' variabel feststellbar, so dass auch diese den individuellen Gegebenheiten eines Benutzers angepasst werden können.

Der so gebildete Aufbau des Kniegelenksfixateurs gestattet eine feste Anbringung des Oberbügels 10 an den Oberschenkelknochen des Benutzers und eine feste Anbringung des Unterbügels 30 an den Schienbeinknochen des Benutzers, so dass über das paarig ausgebildete Gelenk 50, 50', welches kniegelenkübergreifend den Oberbügel 10 frei drehbar mit dem Unterbügel 30 verbindet, die Gewichtskraft des Benutzers getragen wird und dieser sich gelenkschonend fortbewegen kann. Wichtig hierbei ist, dass durch den Kniegelenksfixateur 1 lediglich Rollbewegungen 8 des Kniegelenks zugelassen werden. Es ist klar, dass es auch möglich ist, das Gelenk dadurch zu bilden, dass das Scheibenpaar an dem Oberteil angebracht wird und die einzelne Scheibe an dem Unterteil angebracht wird.

Wie aus der 1 zusammen mit der 2 zu sehen ist, sind die beiden Knochenschrauben 22 und 24, die für die seitliche Befestigung an dem Oberschenkelknochen vorgesehen sind, senkrecht zur Knochenschraube 20 angeordnet, welche für die im mittleren Bereich vorgesehene Befestigung an dem Oberschenkelknochen vorgesehen ist. Die beiden Knochenschrauben 42 und 44, die für die seitliche Befestigung an dem Schienbeinknochen vorgesehen sind, sind senkrecht zur Knochenschraube 40 angeordnet, welche für die im mittleren Bereich vorgesehene Befestigung an dem Schienbeinknochen vorgesehen ist. Diese Anordnung gewährleistet eine hohe Stabilität der Befestigung an einem hierfür vorgesehen Knochen, welche auch höheren äußeren Belastungen standhalten kann, da die Einbohrpunkte an dem Knochen nicht in einer Linie liegen. Außerdem ist eine leichte Bedienbarkeit für die Operateure bereitgestellt, da der Einbau an dem Benutzer aus Richtungen erfolgt, welche aufgrund ihrer Orthogonalität zueinander leicht ausgerichtet werden können. Zudem gewährleistet diese orthogonale Konfiguration eine gute Stabilität bei minimalem Materialeinsatz und somit minimalem Gesamtgewicht des Kniegelenksfixateurs.

Die 3a und 3b zeigen je ein Ober- bzw. ein Unterteil 52, 54 des Kniegelenkfixateurs als Einzelteile in Draufsicht. Das Scheibenpaar 94 des Unterteils 54 weist konzentrische Schlitze 102 oder konzentrische Nuten 102 auf, während die Scheibe 92 des Oberteils 52 konzentrisch angeordnete Gewindebohrungen 100 aufweist.

Die 4a und 4b zeigen in Seiten- und in Draufsicht die zusammengesetzten Ober- und Unterteile 52 bzw. 54. In 4a ist zu sehen, dass die Gewindebohrungen 100 in der gezeigten Gelenkstellung mit den konzentrischen Schlitzen 102 in Deckung sind. Ferner zeigt 4a Bolzenschrauben 101, die durch die konzentrischen Schlitze 102 hindurch in vorbestimmte Gewindebohrungen 100 hineingedreht sind. Hierdurch ist die Drehung des Oberteils 54 gegenüber dem Unterteil 52 entsprechend der gewählten Positionen der Bolzenschrauben 101 eingeschränkt. Auf diese Weise ist es möglich, dass dem Benutzer beispielsweise kurz nach einer Operation nur eine geringe Bewegungsmöglichkeit zur Verfügung gestellt wird. Im weiteren Genesungsverlauf können die Schrauben dann an anderen Positionen hineingedreht werden, so dass der Benutzer sein Kniegelenk nunmehr in einem größeren Winkelbereich bewegen kann. In der hier gezeigten Konfiguration würde dieser Winkelbereich beispielsweise geringfügig weniger als 90° betragen.

Die 4b zeigt, wie die Einzelscheibe 92 des Endes des Oberteils 52 durch den Achsbolzen 90 in dem Scheibenpaar 94 des Endes des Unterteils 54 drehbar gehalten wird. Gegen ein Auseinanderfallen ist der Achsbolzen 90 beidseitig mit Kapseln oder Splinten 93 gesichert.

Ferner sind in den 4a und 4b die Verlängerungen 81 und 83 des Unterteils 52 sowie des Oberteils 54 dargestellt.

Die 5 stellt in einer Seitenansicht eine Anbringung des Kniegelenksfixateurs einer weiteren Ausführungsform an einem Kniegelenk eines Benutzers dar. Gleiche der zuvor verwendeten Bezugszeichen bedeuten gleiche Teile. Der Unterschied zur vorangegangenen Ausführungsform besteht darin, dass hier ein Gelenkteil mit dem Scheibenpaar 94 dem Oberteil 53 und ein Gelenkteil mit dem Scheibenpaar 92 dem Unterteil 55 zugeordnet sind. Hier ist insbesondere dargestellt, wie die mittige Knochenschraube 20 fest mit dem Oberschenkelknochen des Benutzers in Eingriff steht und über den Oberbügel 10 das Oberteil 53 hält, welches mittels des frei drehbaren Achsbolzens 90 mit dem Unterteil 55 verbunden ist, welches wiederum über den Bügel 30 von der Knochenschraube 40 gehalten wird, welche mit dem Schienbeinknochen des Benutzers in Eingriff steht. Auf diese Weise übergreift der Kniegelenksfixateur das Kniegelenk zur Aufnahme der Gewichtskraft des Benutzers und zum Gestatten von lediglich Rollbewegungen 8 des Kniegelenks. Die seitliche Knochenschraube 22, die mit dem Oberschenkelknochen fest im Eingriff steht und über die Halterung 85 die Verlängerung 91 des Oberteils 53 hält, ist hier dargestellt, ebenso wie die seitliche Knochenschraube 42, die mit dem Schienbeinknochen fest im Eingriff steht und über die Halterung 87 die Verlängerung 83 des Unterteils 55 hält.

Die 6 zeigt in perspektivischer Darstellung eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Kniegelenksfixateurs 101. Dieser ist in Form eines beingerecht geformten, angepassten Bauteils aus faserverstärktem Kunststoff oder aus kunststoffbemanteltem Aluminium gefertigt. Hierbei sind die Strukturen der Bügel und der Gelenkteile dahingehend abgewandelt, dass ein Oberbügel 110 einstückig mit einem linken und einem rechten Oberteil 152, 152' gefertigt ist, und dass ein Unterbügel 130 einstückig mit Unterteilen 154, 154' gefertigt ist. An einem Ende oder unteren Bereich 112 des Oberbügels 110 ist ein Längsschlitz 156 an einem Ansatz 191 angebracht, an welchem Längsschlitz 156 variabel feststellbar eine Halterung 160 für eine Halterung 185 für eine seitliche Knochenschraube 122 angebracht ist. Eine mittige Knochenschraube 120 ist an einer Halterung 115 gehalten, welche über einen Holm 114 an dem Oberbügel 110 angebracht ist, wobei der Holm 114 über zwei Schrauben 116 fest an dem Oberbügel befestigt ist. An dem Unterbügel 130 ist in ähnlicher Weise über eine Halterung und einen Holm eine mittige Knochenschraube 140 fest gehalten. Eine seitliche Knochenschraube 142 ist über Halterungen 187 und 162 an dem Unterteil 154 angebracht. Das Oberteil 152 und das Unterteil 154 sind über ein frei drehbares Gelenk, das aus den jeweiligen Endbereichen von Oberteil und Unterteil gebildet ist, zusammengehalten. Das Drehgelenk ermöglicht eine Dreh- oder Rollbewegung 108 um die Drehachse 189. Die Rollbewegung 108 ist einschränkbar durch das Zusammenwirken von zwei auf dem Oberteil vorgesehenen konzentrischen Nuten 1102 an der Außenscheibe mit Gewindebohrungen 1100, welche Nuten 1102 sich hinsichtlich ihrer Anordnung mit den konzentrisch angebrachten Gewindebohrungen 1100 an der Innenscheibe im wesentlichen in Deckung befinden oder den gleichen radialen Abstand von der Drehachse aufweisen, wobei hineindrehbare Bolzenschrauben 1101 die Drehbewegung auf vorbestimmte Weise einschränken. Im Vergleich mit der ersten Ausführungsform des Kniegelenksfixateurs wird klar, dass die Ansätze 191 und 193, sowie die in der perspektivischen Darstellung verdeckten Ansätze auf der gegenüberliegenden Seite des Kniegelenksfixateurs 101, die Funktion der Verlängerungen 81 und 83 der ersten Ausführungsform haben. Auch diese Ausführungsform des Kniegelenksfixateurs stellt eine große Stabilität bereit, weil sowohl beim oberen Teil des Kniegelenksfixateurs wie auch bei seinem unteren Teil je drei Knochenschrauben, an der linken Seite, in der Mitte und an der rechten Seite, zur Halterung vorgesehen sind.

Sind die an dem Kniegelenksfixateur 101 angebrachten Knochenschrauben 120, 122, 124 bzw. 140, 142, 144 an die vorgesehenen Oberschenkelknochen bzw. Schienbeinknochen über das Kniegelenk des Benutzers übergreifend fest verschraubt, so stellt der Kniegelenksfixateur 101 gelenkübergreifend eine Gewichtsentlastung für den Benutzer bereit und gestattet dem Kniegelenk des Benutzers zudem ausschließlich schonende Rollbewegungen.

Bei dieser Ausführungsform ist zudem eine Vielzahl an Winkelstellungen der Knochenschrauben zueinander denkbar. Insbesondere könnte, wenn die Längsschlitze weiter unten angeordnet würden, eine regelmäßige Anordnung der Knochenschrauben 120, 122, 124 bzw. 140, 142, 144 in 120°-Winkeln ermöglicht sein. Dies könnte eine weiter verbesserte mechanische Stabilität bewirken. Wie an der Abbildung zu sehen, liegt dann allerdings auch ein erhöhter Materialeinsatz und damit ein erhöhtes Gewicht des Kniegelenksfixateurs vor.

Die 7 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Oberteils 253 und Unterteils 255 für einen erfindungsgemäßen Kniegelenksfixateur wie er in 5 dargestellt ist. Das Besondere an dieser Konstruktion ist, dass hier ein Scheibenpaar 294 durch eine Umfangswand 200 zusammengehalten wird, wobei eine Öffnung 201 mit einem Winkel von etwas weniger als 180° bis etwa 60°, vorzugsweise mit einem Winkel in einem Bereich von 90° frei gehalten ist. Eine, wie durch den Pfeil 203 angedeutet, innerhalb des Scheibenpaars 294 formschlüssig angebrachte Einzelscheibe 292 ist innerhalb des Scheibenpaars 294 frei drehbar. Dies hat den Vorteil, dass keine möglicherweise störenden Kappen oder Splinte an den Enden eines im Vergleich zu den vorangegangen Ausführungsformen nicht erforderlichen Haltebolzens überstehen. Hiervon abgesehen sind Oberteil 253 und Unterteil 255 dieser alternativen Ausgestaltung wie die Oberteile und Unterteile der vorangegangenen Ausführungsformen aufgebaut, d.h. sie weisen flache Mittelteile 259, 257 mit Längsschlitzen 258, 256 sowie Verlängerungen 283, 281 auf. Weiterhin ist auch bei dieser Ausgestaltung die Möglichkeit bereitgestellt, die Drehbewegung einzuschränken, indem an der Einzelscheibe 292 konzentrisch angeordnete Gewindebohrungen 2100 vorgesehen sind, die in zusammengebauten Zustand der Einzelscheibe 292 mit dem Scheibenpaar 294 mit konzentrisch angeordneten Schlitzen 2102 in Deckung sind, so dass, wie oben beschrieben, hineingedrehte Schrauben als Stopper die Drehbewegung nur innerhalb eines vorbestimmten Bereichs gestatten. Diese Ausgestaltung wird zusammengebaut, indem zunächst eine Scheibe des Scheibenpaars 294 fortgelassen wird, dann die Einzelscheibe 292 in die Einzelscheibe mit Wandung 200 hineingelegt wird und schließlich die zweite Scheibe des Scheibenpaars aufgelegt und befestigt wird.

Dem Fachmann wird klar sein, dass weitere Abwandlungen der Erfindung möglich sind. Beispielsweise könnte eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kniegelenksfixateurs einen mehrteiligen Bogen aufweisen, wie er in der ersten Ausführungsform beschrieben ist, der über ein Drehgelenk mit einem einstückigen Bogen frei drehbar verbunden ist, wie er in der letzten Ausführungsform beschrieben ist.


Anspruch[de]
Kniegelenksfixateur zur schonenden Führung eines Kniegelenks eines Benutzers, umfassend

– ein Oberteil, das mittels Knochenschrauben an dem Oberschenkelknochen des Benutzers befestigbar ist,

– ein Unterteil, das mittels Knochenschrauben an dem Schienbeinknochen des Benutzers befestigbar ist, und

– ein dazwischen befindliches Drehgelenk,

dadurch gekennzeichnet,

a) dass für die linke und rechte Kniegelenksseite je ein Oberteil (52, 52') und ein Unterteil (54, 54') vorgesehen sind und zwischen Oberteil (52, 52') und Unterteil (54, 54') jeder Kniegelenksseite jeweils ein Drehgelenk (50, 50') vorgesehen ist, und

b) dass die beiden Oberteile (52, 52') jeweils durch einen Oberbügel (10) und die beiden Unterteile (54, 54') jeweils durch einen Unterbügel (30) miteinander verbunden sind, und

c) dass an Oberbügel (10) und Unterbügel (30) zusätzliche Knochenschrauben (20, 40) zur Befestigung an Oberschenkelknochen und Schienbeinknochen vorgesehen sind.
Kniegelenksfixateur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das linke Oberteil (52) und das rechte Oberteil (52') jeweils über eine an diesem gehalterte linke Knochenschraube (22) und rechte Knochenschraube (24) zur Befestigung an dem Oberschenkelknochen des Benutzers vorgesehen sind. Kniegelenksfixateur nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das linke Unterteil (54) und das rechte Unterteil (54') jeweils über eine an diesem gehalterte linke Knochenschraube (42) und rechte Knochenschraube (44) zur Befestigung an dem Schienbeinknochen des Benutzers vorgesehen sind. Kniegelenksfixateur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Oberteile (52, 52') und Unterteile (54, 54') jeweils ein flaches Mittelteil (57, 57', 59, 59') mit einem Längsschlitz (56, 56', 58, 58') darin aufweist, an welchem Längsschlitz (56, 56', 58, 58') eine Halterung (60, 60', 62, 62') für ein Bügelende (12, 14, 32, 34) entlang einer Längserstreckung des Längsschlitz (56, 56', 58, 58') variabel feststellbar angeordnet ist. Kniegelenksfixateur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (60, 60', 62, 62') für das Bügelende (12, 14, 32, 34) mittels einer durch den Längsschlitz (56, 56', 58, 58') gesteckten und durch diesen geführten Bolzenschraube (61, 61', 63, 63') an dem flachen Mittelteil (57, 57', 59, 59') befestigt ist. Kniegelenksfixateur nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (60, 60', 62, 62') für das Bügelende (12, 14, 32, 34) ein Paar von entlang der Längserstreckung des Längsschlitzes (56, 56', 58, 58') an einer vorbestimmten Position anordenbare Klemmbacken (64, 64', 65, 65') umfasst, welche das Bügelende (12, 14, 32, 34) umgreifen. Kniegelenksfixateur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bolzenschraube (61, 61', 63, 63') einen gelösten Zustand aufweist, in welchem die Klemmbacken (64, 64', 65, 65') geöffnet und die Halterung (60, 60', 62, 62') für das Bügelende (12, 14, 32, 34) an dem Schlitz (56, 56', 58, 58') beweglich ist, und einen arretierten Zustand aufweist, in welchem das Bügelende (12, 14, 32, 34) in der Halterung (60, 60', 62, 62') für das Bügelende (12, 14, 32, 34) fixiert und die Halterung (60, 60', 62, 62') für das Bügelende (12, 14, 32, 34) an dem Schlitz (56, 56', 58, 58') an einer vorbestimmten Position fest gehalten ist. Kniegelenksfixateur nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an den den Drehgelenken (50, 50') abgelegenen Enden der flachen Mittelteile (57, 57', 59, 59') Verlängerungen (81, 81', 83, 83') zur Aufnahme von Halterungen (85, 85', 87, 87') zur Befestigung der Knochenschrauben (22, 24, 42, 44) angeformt sind. Kniegelenksfixateur nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungen (85, 85', 87, 87') in Längserstreckung der Verlängerungen (81, 81', 83, 83') variabel an vorherbestimmten Positionen feststellbar angebracht sind. Kniegelenksfixateur nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Teil des Drehgelenkes (50, 50') bildende Ende von Oberteil (52, 52') oder Unterteil (54, 54') als Scheibe (92, 92') und das Ende des zugehörigen Unterteils (52, 52') oder Oberteils (54, 54') als ein die Scheibe (92, 92') umgreifendes Scheibenpaar (94, 94') ausgebildet sind. Kniegelenksfixateur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Scheibe (92, 92') konzentrisch bezüglich der Drehachse angeordnete Gewindebohrungen (100) bereitgestellt sind und an einer außenliegenden Scheibe des Scheibenpaars konzentrisch bezüglich der Drehachse angeordnete Schlitze (102) vorgesehen sind, welche hinsichtlich des radialen Abstandes von der Drehachse mit den Gewindebohrungen (100) ausgerichtet sind, so dass durch einschraubbare Bolzenschrauben (101) ein Drehbereich des Gelenks in vorbestimmter Weise einschränkbar ist. Kniegelenksfixateur nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (92) in dem Scheibenpaar (94) durch einen Achsbolzen (90, 90') drehbar gehalten ist. Kniegelenksfixateur nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Scheibenpaar (294) durch eine über einen Teilbereich des Scheibenumfangs verlaufende Wandung (200) fest miteinander verbunden ist. Kniegelenksfixateur nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die für den Einbau an dem Oberschenkelknochen vorgesehenen seitlichen Knochenschrauben (22, 24) senkrecht zur Knochenschraube (20) angeordnet sind, welche für einen Einbau an dem Oberschenkelknochen in einem mittleren Bereich vorgesehen ist und die für den Einbau an dem Schienbeinknochen vorgesehenen seitlichen Knochenschrauben (42, 44) senkrecht zur Knochenschraube (40) angeordnet sind, welche für einen Einbau an dem Schienbeinknochen in einem mittleren Bereich vorgesehen ist. Kniegelenksfixateur nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass beide Oberteile einstückig mit dem Oberbügel 110 sowie beide Unterteile einstückig mit dem Unterbügel 130 aus körpergerecht ausgeformt sind.






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