DE9316763U1

DE9316763U1 - Endoprosthesis for the proximal wrist

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Publication number: DE9316763U1
Application number: DE9316763U
Authority: DE
Original assignee: Howmedica GmbH
Current assignee: Stryker Trauma GmbH
Priority date: 1993-11-03
Filing date: 1993-11-03
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2003-11-04

Description

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HAUCK, GfRAAKFS, WEMMlT, ÖÖRfftG, SIEMONSHAUCK, GfRAAKFS, WEMMlT, ÖÖRfftG, SIEMONS

HAJVIBURG - MÜNCHEN - DÜSSELDORF
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HANS HAUCK, Dipl.-Ing. WERNER WEHNERT, Dipl.-Ing. Mozartstraße 23, 80336 München Telefon (089) 53 92 36, Fax (089) 53 12 Telex 5 216 553 pamu dHANS HAUCK, Dipl.-Ing. WERNER WEHNERT, Dipl.-Ing. Mozartstraße 23, 80336 Munich Telephone (089) 53 92 36, Fax (089) 53 12 Telex 5 216 553 pamu d

WOLFGANG DÖRING, Dr.-Ing. Mörikestraße 18, 40474 Düsseldorf Telefon (0211) 45 07 85, Fax (0211) 454 32 Telex 8 584 044 dopa dWOLFGANG DÖRING, Dr.-Ing. Mörikestraße 18, 40474 Düsseldorf Telephone (0211) 45 07 85, Fax (0211) 454 32 Telex 8 584 044 dopa d

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1. November 19931 November 1993

Endoprosthesis for the proximal wrist

Die Erfindung bezieht sich auf eine Endoprothese für das proximale Handgelenk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an endoprosthesis for the proximal wrist according to the preamble of claim 1.

Die Erfindung geht aus von einem an sich bekannten prothetischen Gelenk für das proximale Handgelenk, bei dem das proximale Gelenkteil mit einem Schaft in der distalen Speiche verankert wird. Das distale Gelenkteil weist ebenfalls einen Schaft auf, der in einen Mittelhandknochen eingeführt wird. Der Drehpunkt bzw. die Drehachsen des menschlichen Handgelenks sind im Hinblick auf ihre Lage unterschiedlich. Eine Anpassung der Endoprothese an die unterschiedlichen Anatomien würde jedoch die Herstellung un-The invention is based on a known prosthetic joint for the proximal wrist, in which the proximal joint part is anchored in the distal radius with a shaft. The distal joint part also has a shaft that is inserted into a metacarpal bone. The pivot point or the axes of rotation of the human wrist are different in terms of their position. Adapting the endoprosthesis to the different anatomies would, however, make it difficult to manufacture.

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terschiedlich bemessener Endoprothesen mit einer entsprechenden Bevorratung bedingen. Dies ist verhältnismäßig aufwendig.different sized endoprostheses with corresponding stockpiling. This is relatively complicated.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Endoprothese für das proximale Handgelenk zu schaffen, die eine Anpassung an die anatomische Lage der Gelenkachsen ermöglicht.The invention is therefore based on the object of creating an endoprosthesis for the proximal wrist which allows adaptation to the anatomical position of the joint axes.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Endoprothese weist das proximale Gelenkteil einen die Gelenkhöhlung enthaltenden Einsatz auf, der lösbar mit dem proximalen Gelenkteil verbindbar ist. Der Einsatz kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung aus einem geeigneten, festen, körperverträglichen Kunststoff bestehen, zum Beispiel aus Polyethylen. Er wird bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung vorzugsweise von einer kastenförmigen Aufnahme im proximalen Gelenkteil gehalten. Die Aufnahme kann aus einem ebenen Boden bestehen mit seitlichen Wandabschnitten, welche den entsprechend geformten Teil des Gelenkeinsatzes aufnehmen und begrenzen. Durch unterschiedliche Höhenbemessung des GelenkeinsatzesIn the endoprosthesis according to the invention, the proximal joint part has an insert containing the joint cavity, which can be detachably connected to the proximal joint part. According to one embodiment of the invention, the insert can consist of a suitable, solid, biocompatible plastic, for example polyethylene. In another embodiment of the invention, it is preferably held by a box-shaped receptacle in the proximal joint part. The receptacle can consist of a flat base with lateral wall sections which receive and limit the correspondingly shaped part of the joint insert. By measuring the height of the joint insert differently

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läßt sich die Höhe der Gelenkhöhlung des Einsatzes verändern und damit auch die Lage des Drehpunkts bzw. der Drehachsen. Eine Anpassung an die anatomische Lage des Drehpunkts erfordert mithin nur die Verwendung unterschiedlicher Einsätze, während die Endoprothese mit den übrigen Teilen Einheitsabmessungen aufweisen kann bzw. nur in groben Abmessungsabstufungen hergestellt werden muß.the height of the joint cavity of the insert can be changed and thus also the position of the pivot point or the axes of rotation. An adaptation to the anatomical position of the pivot point therefore only requires the use of different inserts, while the endoprosthesis can have standard dimensions with the other parts or only needs to be manufactured in rough dimensions.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Gelenkabschnitt des distalen Gelenkteils in der Beuge- und Streckrichtung toroidal und die Gelenkhöhlung des Einsatzes ist entsprechend geformt. Dadurch wird in der Beuge- und Streckrichtung annähernd das Verhalten eines Kugelgelenks erzielt. Quer dazu, d.h. in der Ebene von Speiche und Elle ist die natürliche Deviation relativ gering und kann bei dem erfindungsgemäßen Gelenk auf 20° beschränkt werden. Hierzu reicht es aus, wenn nach einer Ausgestaltung der Erfindung der toroidale Gelenkabschnitt mit relativ großem Spiel in der Gelenkhöhlung sitzt. Es erfolgt mithin eine Verschwenkung des toroidalen Gelenkabschnitts in der Gelenkhöhlung von der einen zur anderen Seite, wenn eine Schwenkbewegung in der Elle-Speiche-Ebene stattfindet.According to one embodiment of the invention, the joint section of the distal joint part is toroidal in the flexion and extension direction and the joint cavity of the insert is shaped accordingly. This achieves approximately the behavior of a ball joint in the flexion and extension direction. Transversely to this, i.e. in the plane of the radius and ulna, the natural deviation is relatively small and can be limited to 20° in the joint according to the invention. For this purpose, it is sufficient if, according to one embodiment of the invention, the toroidal joint section sits in the joint cavity with relatively large play. The toroidal joint section in the joint cavity therefore pivots from one side to the other when a pivoting movement takes place in the ulna-radius plane.

Die Gelenkhöhlung des Einsatzes hat nach einer Ausgestal-The joint cavity of the insert has a design

tung der Erfindung mindestens im mittleren Bereich oben bzw. distal eine Einschnürung zur Bildung eines Hinterschnitts, so daß einerseits die beschriebene Schwenkbegrenzung erreicht wird und andererseits ein Widerstand gegen ein Herausziehen des distalen Gelenkabschnitts erhalten wird.According to the invention, at least in the central region at the top or distally, a constriction is provided to form an undercut, so that on the one hand the described pivoting limitation is achieved and on the other hand a resistance is obtained against the distal joint section being pulled out.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist am Schaft des distalen Gelenkabschnitts ein sich quer erstreckender Flansch angeformt, der jedoch in den normalen Schwenkstellungen des distalen Gelenkteils den Einsatz nicht berührt. Er bildet jedoch eine Schwenkbegrenzung bei der maximalen Beugung und Streckung. Der Flansch kann auch dazu verwendet werden, eine Schraube in einer entsprechenden Aufnahmebohrung aufzunehmen, die in den benachbarten Mittelhandknochen, beispielsweise den zweiten, eingeschraubt werden kann. Zu diesem Zweck kann die Schraube einen sphärischen Kopf aufweisen, der mit einer sphärischen Ansenkung in der Aufnahmebohrung zusammenwirkt, so daß eine entsprechende Winkeleinstellung entsprechend des natürlichen Winkels erhalten werden kann.According to a further embodiment of the invention, a transversely extending flange is formed on the shaft of the distal joint section, which, however, does not touch the insert in the normal pivoting positions of the distal joint part. However, it forms a pivoting limit at maximum flexion and extension. The flange can also be used to accommodate a screw in a corresponding receiving hole, which can be screwed into the adjacent metacarpal bone, for example the second one. For this purpose, the screw can have a spherical head which interacts with a spherical countersink in the receiving hole, so that an appropriate angle setting corresponding to the natural angle can be obtained.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß am Schaft bzw. im Bereich der Aufnahme des ersten Gelenkteils ein seitlicher Ansatz geformt ist, der in implantierterA further embodiment of the invention provides that a lateral projection is formed on the shaft or in the area of the first joint part, which in implanted

• > · &diams;• > · &diams;

Lage in Richtung des distalen Ausläufers der Speiche weist, Auf diese Weise wird eine Drehsicherung erhalten. Bei der entsprechenden Vorbereitung des distalen Bereichs der Speiche wird der entsprechende Ausläufer (processus styloidus) nicht entfernt.Position in the direction of the distal extension of the radius. In this way, rotation is prevented. When the distal area of the radius is prepared accordingly, the corresponding extension (processus styloidus) is not removed.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to drawings.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf das Skelett einer linken Hand mit einer Endoprothese nach der Erfindung.Fig. 1 shows a plan view of the skeleton of a left hand with an endoprosthesis according to the invention.

Fig. 2 zeigt die Endoprothese nach Fig. 1 in gleicher Ansicht, jedoch bei einer Deviation in Richtung Elle.Fig. 2 shows the endoprosthesis according to Fig. 1 in the same view, but with a deviation in the direction of the ulna.

Fig. 3 zeigt die Endoprothese nach Fig. 2 in einer um 90° geschwenkten Ansicht.Fig. 3 shows the endoprosthesis according to Fig. 2 in a view rotated by 90°.

Fig. 4 zeigt die Draufsicht auf das proximale Gelenkteil der Endoprothese nach Fig. 2.Fig. 4 shows the top view of the proximal joint part of the endoprosthesis according to Fig. 2.

Fig. 5 zeigt eine Draufsicht auf das distale Gelenkteil der Endoprothese nach Fig. 2.Fig. 5 shows a top view of the distal joint part of the endoprosthesis according to Fig. 2.

Fig. 6 zeigt eine Endansicht eines Gelenkeinsatzes inFig. 6 shows an end view of a joint insert in

gleicher Orientierung wie in Fig. 2 dargestellt.same orientation as shown in Fig. 2.

Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf den Gelenkeinsatz nach Fig. 6.Fig. 7 shows a plan view of the joint insert according to Fig. 6.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 7 entlang der Linie 8-8.Fig. 8 shows a section through the representation of Fig. 7 along the line 8-8.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt durch die Darstellung nach Fig. 7 entlang der Linie 9-9.Fig. 9 shows a section through the representation of Fig. 7 along the line 9-9.

In Fig. 1 ist das Skelett 10 der linken Hand dargestellt, in dessen proximalem Gelenk eine Endoprothese 12 angeordnet ist. Zunächst wird anhand weiterer Figuren der Aufbau der Endoprothese näher beschrieben und anschließend dann die Implantation nach Fig. 1.Fig. 1 shows the skeleton 10 of the left hand, in whose proximal joint an endoprosthesis 12 is arranged. First, the structure of the endoprosthesis is described in more detail using further figures and then the implantation according to Fig. 1.

Die Endoprothese 12 weist ein proximales Gelenkteil 14 auf mit einem Schaft 16 und einer Aufnahme 18 für einen Gelenkeinsatz 20. Im distalen Bereich weist der Schaft 16 einen seitlichen Ansatz 22 auf angrenzend an die kastenartige Aufnahme 18. Letztere besteht aus einem ebenen Boden 24 (Fig. 4) und gegenüberliegenden Wandabschnitten 26, 28 sowie gegenüberliegenden Wandabschnitten 30, 32. Die Wandabschnitte 30, 32 erstrecken sich nur über einenThe endoprosthesis 12 has a proximal joint part 14 with a shaft 16 and a receptacle 18 for a joint insert 20. In the distal area, the shaft 16 has a lateral extension 22 adjacent to the box-like receptacle 18. The latter consists of a flat base 24 (Fig. 4) and opposite wall sections 26, 28 as well as opposite wall sections 30, 32. The wall sections 30, 32 extend only over a

Teil der Breite der Aufnahme 18. Wie aus den Figuren 2, 3 und 4 hervorgeht, weist der Einsatz 20, der aus einem geeigneten Kunststoffmaterial besteht, wie zum Beispiel Polyethylen, einen quaderartigen unteren Abschnitt 36 auf, der passend von der kastenartigen Aufnahme 18 aufgenommen ist. Der quaderartige Abschnitt 36 ist an drei Seiten etwas zurückversetzt, so daß der obere Teil des Einsatzes 20 annähernd mit der Kontur der Aufnahme 18 übereinstimmt. Der Einsatz 20 ist dadurch sowohl in proximaler Richtung als auch zu den Seiten hin sicher festgelegt.Part of the width of the receptacle 18. As can be seen from Figures 2, 3 and 4, the insert 20, which is made of a suitable plastic material, such as polyethylene, has a cuboid-like lower section 36, which is suitably received by the box-like receptacle 18. The cuboid-like section 36 is slightly set back on three sides so that the upper part of the insert 20 approximately matches the contour of the receptacle 18. The insert 20 is thus securely fixed both in the proximal direction and to the sides.

Ein distales Gelenkteil 40 weist einen Schaft 42 auf, an dem quer dazu sich erstreckend ein Flansch 42 angeformt ist. Auf der dem Schaft 42 gegenüberliegenden Seite des Flansches 42 ist ein Gelenkabschnitt 46 geformt, der in einer Gelenkhöhlung 48 des Einsatzes 20 einsitzt. Ein Steg 70 zwischen Schaft 42 und Flansch 44 dient der Torsionssicherung. A distal joint part 40 has a shaft 42, on which a flange 42 is formed extending transversely thereto. On the side of the flange 42 opposite the shaft 42, a joint section 46 is formed, which sits in a joint cavity 48 of the insert 20. A web 70 between the shaft 42 and the flange 44 serves to secure against torsion.

Wie aus der Zusammenschau der Figuren 2 und 3 hervorgeht, ist der Gelenkabschnitt 46 in Form eines Torus gefertigt, wodurch sich bei der Darstellung nach Fig. 2 ein erster kreisförmiger Querschnitt und senkrecht dazu (Fig. 3) ein zweiter kreisförmiger Querschnitt ergibt. Wie sich ebenfalls aus den Figuren 2 und 3 ergibt, ist die Gelenkhöh-As can be seen from the combination of Figures 2 and 3, the joint section 46 is made in the form of a torus, which results in a first circular cross-section in the illustration according to Figure 2 and a second circular cross-section perpendicular to it (Figure 3). As can also be seen from Figures 2 and 3, the joint height is

lung 48 mit entsprechenden Gelenkflächen versehen. Die größeren kreisartigen Gelenkflächen dienen zur Erzeugung der Beugung und Streckung (Fig. 3), zum Beispiel um den Winkel von maximal 55°. Senkrecht dazu wird die Schwenkung in Richtung der Elle-Speiche-Ebene ermöglicht um maximal 20° . Zu diesem Zweck ist die im Querschnitt nach Fig. 2 kreisförmige Höhlung 48 größer ausgeführt als der entsprechende Querschnitt des toroidalen Gelenkabschnitts 46 (Fig. 2), so daß sowohl im oberen als auch im unteren Bereich der Höhlung 48 die begrenzte Schwenkmöglichkeit bereitgestellt wird. In der Beuge- und Streckrichtung erfolgt eine Begrenzung durch den Flansch 44.The joint 48 is provided with corresponding joint surfaces. The larger circular joint surfaces serve to generate flexion and extension (Fig. 3), for example by an angle of maximum 55°. Perpendicular to this, pivoting in the direction of the ulna-radius plane is possible by a maximum of 20°. For this purpose, the circular cavity 48 in the cross section according to Fig. 2 is made larger than the corresponding cross section of the toroidal joint section 46 (Fig. 2), so that limited pivoting is provided in both the upper and lower areas of the cavity 48. In the flexion and extension directions, the flange 44 limits the movement.

Wie aus der Zusammenschau der Figuren 6 bis 8 hervorgeht, steigt die Oberseite des Einsatzes 20 von den Ecken zu den beiden orthogonalen Achsen hin an. Dies ist in Fig. 6 zum Beispiel bei 50 angedeutet. Im mittleren Bereich gibt es ebenfalls einen dachförmigen Anstieg zur Höhlung 48 hin, wie bei 52 angedeutet. Die Höhlung 48 hat ferner im mittleren Bereich einen Engquerschnitt 54, der mit der entsprechenden Einschnürung 56 des toroidalen Gelenkabschnitts 46 zusammenwirkt, daher dessen Verdrehung nicht behindert, allerdings einem Herausziehen des distalen Gelenkteils bzw. des Gelenkabschnitts 46 einen Widerstand entgegensetzt. Gleichwohl kann jedoch der Gelenkabschnitt 46 her-As can be seen from the combination of Figures 6 to 8, the top of the insert 20 rises from the corners towards the two orthogonal axes. This is indicated in Fig. 6, for example, at 50. In the middle area there is also a roof-shaped rise towards the cavity 48, as indicated at 52. The cavity 48 also has a narrow cross-section 54 in the middle area, which interacts with the corresponding constriction 56 of the toroidal joint section 46, therefore does not hinder its rotation, but does offer resistance to the distal joint part or the joint section 46 being pulled out. Nevertheless, the joint section 46 can be

ausgezogen werden, wobei sich der aus Kunststoff bestehende Einsatz 20 entsprechend seitlich verformt. Eine Schwenkbegrenzung in der Beuge- und Streckrichtung findet statt durch eine entsprechende Formgebung der Gelenkhöhlung 48 gemäß Fig. 7, welche sich zu den Enden hin verringert. Um eine Schwenkbewegung des distalen Gelenkteils in der Elle-Speiche-Richtung zu begrenzen, ist im Engquerschnitt 54 eine entsprechende Anschrägung 58 geformt.be pulled out, whereby the plastic insert 20 is deformed laterally accordingly. A pivot limitation in the bending and stretching direction takes place by a corresponding shaping of the joint cavity 48 according to Fig. 7, which decreases towards the ends. In order to limit a pivoting movement of the distal joint part in the ulna-radius direction, a corresponding bevel 58 is formed in the narrow cross-section 54.

Der Flansch 44 weist außerdem ein Langloch 60 auf zur Aufnahme einer Schraube 62 mit einem sphärischen Kopf 64. Zu diesem Zweck hat das Langloch 60 eine sphärische Ansenkung 66. Der Schaft der Schraube 62 kann daher in begrenztem Maße einen unterschiedlichen Winkel annehmen.The flange 44 also has an elongated hole 60 for receiving a screw 62 with a spherical head 64. For this purpose, the elongated hole 60 has a spherical countersink 66. The shaft of the screw 62 can therefore assume a different angle to a limited extent.

Es sei noch erwähnt, daß die Gelenkteile 14, 40 aus einem geeigneten körperverträglichen metallischen Material bestehen können, wie eine Chromnickelkobaltlegierung oder Titan.It should also be mentioned that the joint parts 14, 40 can consist of a suitable biocompatible metallic material, such as a chromium-nickel-cobalt alloy or titanium.

In Fig. 1 ist zu erkennen, daß der Schaft 16 in den Kanal der distalen Speiche 70 eingetrieben ist, wobei der Ansatz 22 dem Processus Styloidus 72 zugekehrt ist und dadurch eine Rotationsstabilität ermöglicht. Die Anordnung derIn Fig. 1 it can be seen that the shaft 16 is driven into the canal of the distal radius 70, with the attachment 22 facing the styloid process 72 and thereby enabling rotational stability. The arrangement of the

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Aufnahme 18 und damit des Einsatzes 20 ist derart, daß die Gelenkhöhlung des Einsatzes 20 gegenüber der Achse des Schaftes 16 versetzt ist. Der Schaft 42 des distalen Gelenkteils ist in den dritten Mittelhandknochen eingetrieben. Die Schraube 62 sitzt im zweiten Mittelhandknochen in einem Winkel von etwa 20°.The position of the holder 18 and thus of the insert 20 is such that the joint cavity of the insert 20 is offset from the axis of the shaft 16. The shaft 42 of the distal joint part is driven into the third metacarpal bone. The screw 62 sits in the second metacarpal bone at an angle of approximately 20°.

Durch eine unterschiedliche Höhe des unteren Abschnitts 36 des Einsatzes 20 läßt sich im übrigen der Drehpunkt der Höhlung 48 bzw. des Gelenkabschnitts 46 variieren zur Anpassung an die Anatomie des Patienten.By varying the height of the lower section 36 of the insert 20, the pivot point of the cavity 48 or the joint section 46 can be varied to adapt to the patient's anatomy.

Die erfindungsgemäße Prothese wird zementlos implantiert. Sie hat außerdem den Vorteil, daß sie sehr geringe äußere Abmessungen aufweist.The prosthesis according to the invention is implanted without cement. It also has the advantage of having very small external dimensions.

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Claims

I» ■• 4t1» ·• 1it · ·•1*&Lgr; · ·• I·· ···*· ti» **I · ·I · ·I · ···I Φ»· ·· - 11 claims :

1. Endoprosthesis for the proximal wrist with a proximal joint part which has a shaft which can be inserted into the canal of the distal radius and a joint cavity and a second distal joint part which has a shaft which can be inserted into a metacarpal bone and a joint section containing a spherical joint surface, characterized in that the proximal joint part (14) has an insert (20) which contains the joint cavity (48) and is detachably attached to the proximal joint part (14).

2. Endoprosthesis according to claim 1, characterized in that the proximal joint part (14) has a box-like receptacle (18) for the insert (20).

3. Endoprosthesis according to claim 1 or 2, characterized in that the insert (20) is formed from a suitable plastic, preferably polyethylene.

4. Endoprosthesis according to one of claims 1 to 3, characterized in that the joint section (46) of the distal joint part (40) is toroidal in the flexion and extension direction and the joint cavity (48) of the insertion

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- 12 sets are shaped accordingly.

5. Endoprosthesis according to claim 4, characterized in that the joint cavity (48) narrows upwards, in the middle and towards the sides to form an undercut.

6. Endoprosthesis according to one of claims 1 to 5, characterized in that the toroidal joint section (46) sits in the joint cavity (48) with relatively large play.

7. Endoprosthesis according to one of claims 1 to 6, characterized in that a transversely extending flange (44) is arranged on the shaft (42) of the second joint part (40), which flange is normally spaced from the insert (20) in all joint positions.

8. Endoprosthesis according to claim 7, characterized in that the flange (44) has a bore (60) for receiving a screw (62) for fastening in an adjacent metacarpal bone.

9. Endoprosthesis according to claim 8, characterized in that the bore (60) on the side facing away from the shaft

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side is spherically shaped and the screw can have a spherically shaped head (64).

10. Endoprosthesis according to one of claims 1 to 9, characterized in that a projection (22) is formed on the shaft (16) or in the area of the receptacle (18) of the first joint part (14), which in the implanted position points in the direction of the distal extension (72) of the spoke (70).