WO2000030571A1 - Protesis de rodilla con inserto congruente movil - Google Patents

Abstract

Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, la cual presenta cuatro partes bien diferenciadas, una tibial (1), femoral, patelar (2) y otra pieza que reemplaza a los meniscos de una rodilla humana, siendo las piezas femoral y tibial metálicas mientras que la parte sustitutiva de la patela y de los meniscos, llamada inserto, está fabricada de un material plástico, concretamente polietileno de ultra-alto peso molecular, que reproduce en su parte superior la geometria de los cóndilos femorales y, en su parte inferior plana dispone de un taladro (8) en el que se aloja un pivote (4, 18) existente en la bandeja tibial (5, 19) a su vez la parte tibial (1, 17) se compone de un platillo (5, 19) y un vástago con forma de cruz que evita la rotación de la prótesis una vez implantada.

Description

PRÓTESIS DE RODILLA CON INSERTO CONGRUENTE MÓVIL

La prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, objeto de la presente invención, permite una rotación del inserto en torno a un pivote, insertándose éste en un taladro cilindrico de la pieza plástica.

La prótesis de rodilla es un implante destinado a reemplazar una articulación deteriorada de rodilla, Las prótesis de rodilla (de tipo tricompartimental) constan de un componente femoral, un componente tibial y un componente patelar. El componente femoral es de material metálico y reproduce generalmente la curvatura anatómica de los cóndilos. El componente tibial consta generalmente de una bandeja tibial metálica, un vastago y un espaciador o inserto de material plástico (polietileno) que constituye la superficie de contacto.

Actualmente el principal problema de este tipo de prótesis es el aflojamiento de las mismas, que requiere su reemplazo por otra nueva mediante intervención quirúrgica. Dicho aflojamiento se debe por un lado a las fuerzas elevadas que se transmiten en la interfase hueso - implante y por otro a las partículas procedentes del desgaste que provocan el debilitamiento del hueso al que se fija la prótesis.

Los diseños de prótesis de rodilla con inserto de polietileno móvil tienen por tanto como objetivo la reducción de las fuerzas en la interfase entre el componente tibial y el hueso y la disminución del desgaste del polietileno mediante el empleo de superficies de contacto con curvaturas semejantes

(congruencia), consiguiendo menores presiones de contacto.

De las prótesis de este tipo conocidas, se distinguen las que disponen de una bandeja tibial sobre la que se mueven dos piezas plásticas de forma independiente, estas piezas plásticas deslizan generalmente sobre guías curvilineas construidas en la bandeja tibial, siendo su indicación para casos de conservación de los ligamentos cruzados o únicamente del ligamento cruzado posterior. El principal inconveniente de las prótesis con dos insertos móviles independientes, es que pueden presentar problemas de luxación, ya que cabe la posibilidad de que las piezas plásticas durante un movimiento puedan salirse de la pieza metálica o tibial, pues no tienen topes artificiales que pongan límite al movimiento, sino que dependen directamente del entorno.

Otro de los inconvenientes de estas prótesis, radica en que, el movimiento relativo de unas piezas respecto a otras se realiza mediante guías, por lo que la técnica quirúrgica es muy delicada, pues cualquier pequeño error que desplace cualquiera de las dos partes de la guía, supone problemas de acoplamiento y funcionamiento durante su trabajo.

Otro tipo de prótesis lo constituye las que disponen de inserto de plástico monobloque rotatorio para cuando se sacrifican ambos ligamentos. Las superficies son completamente congruentes en extensión para ambas configuraciones, habiendo una variante de este sistema y es una prótesis con platillo deslizante, proporcionando un grado más de libertad.

Con este tipo de insertos existen zonas de contactos puntuales entre inserto y centro de rotación o bandeja, dependiendo este último punto del sistema de deslizamiento entre bandeja e inserto.

Otro tipo de prótesis presenta una congruencia total en extensión mediante superficies cilindricas, y el deslizamiento del inserto con el platillo tibial se consigue mediante la forma cónica elíptica, de la base del inserto en un alojamiento labrado en el componente tibial, de manera que, a la vez que gira el inserto gira también el cono del inserto sobre su alojamiento.

En estos casos se pueden presentar también zonas de contacto puntual entre el cono del inserto y su alojamiento metálico, en los movimientos varo- valgo que se producen en la articulación de la rodilla durante el movimiento de flexo-extensión.

También existe otra prótesis de rodilla que consta de un inserto de polietileno monobloque rotatorio, que presenta congruencia total en extensión y flexión, situándose el contacto en extensión en la zona de apoyo central, mientras que al flexionar la articulación, entran en contacto unas bandas laterales del inserto de polietileno con radio semejante al que poseen los cóndilos femorales en su parte posterior.

Estos insertos con un único centro de giro y congruencia total en flexión y extensión, también requieren una técnica quirúrgica muy precisa, pues no tienen ninguna posibilidad de desplazamiento antero - posterior.

Con la utilización de la prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, objeto de la presente invención se pretende evitar todos los inconvenientes anteriormente mencionados, en esta prótesis la superficie del inserto plástico reproduce en su parte superior la geometría de los dos cóndilos femorales con lo cual, la superficie de contacto entre ambos, en comparación con otros diseños, es incrementada ampliamente ( definición del término congruencia ) lo que evita tensiones de contacto puntuales que provocan desgaste en dicha pieza plástica, generando partículas que provocan el debilitamiento del hueso al que se fijan las prótesis, así como atenúa el efecto de los esfuerzos cortantes existentes entre la interfase inserto - componente femoral evitando la dislocación entre ambos. En su parte inferior completamente plana, el inserto dispone de un taladro,en el que se aloja un pivote existente en la bandeja tibial.

Por contra, la parte tibial está compuesta por un platillo y un v stago en forma de quilla (sección en cruz) que evita la rotación de éste componente sobre el eje tibial una vez ésta es implantada. En su parte superior ésta dispone de un pivote cilindrico situado en el tercio central.

Sobre las superficies del inserto plástico deslizan las superficies de los cóndilos del componente femoral reproduciendo el movimiento de flexión de una rodilla humana. Así mismo, el taladro situado en la paite inferior del inserto se introduce en el pivote cilindrico del platillo tibial permitiendo un movimiento relativo de rotación del conjunto componente femoral e inserto sobre el componente tibial.

La invención que se propone tiene como ventajas: Congruencia de las superficies de contacto entre componente plástico y componente femoral, total en extensión y parcial en flexión, lo que conduce a una reducción de presiones de contacto, y por tanto del desgaste, alargando la vida útil del implante, así como reduce considerablemente sus molestias.

Ligera permisibilidad de desplazamiento antero - posterior gracias a la geometría entre el componente femoral y el componente plástico, y movimiento de giro favorecido por el taladro cilindrico en la parte inferior del inserto en la que se introduce el pivote de la bandeja metálica.

Rango de desplazamiento antero - posterior que permite corregir ligeros errores de alineación de la articulación durante el acto quirúrgico requiriendo de una técnica menos rigurosa y por lo tanto, facilitando esta intervención, lo que implica menos riesgos para el paciente.

Este inserto no porta guías que gobiernen su movimiento relativo con respecto a la bandeja tibial metálica luego, además de poseer mayor facilidad de movimiento y facilitar la técnica quirúrgica, este inserto se ve liberado de tensiones innecesarias y perjudiciales ( efecto cortante y tensiones puntuales ).

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompaña una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Vista en perspectiva de las piezas metálica y plástica de una realización práctica de la prótesis objeto de la presente invención.

Figura 2.- Vistas del inserto de plástico.

Figura 3.- Vistas en alzado y planta de la bandeja metálica, de un componente tibial cuyo tetón se fija a la bandeja metálica.

Figura 4.- Vistas en alzado y perfil del tetón, de un componente tibial cuyo tetón se fija a la bandeja metálica. Figura 5.- Vistas en alzado y perfiles del tornillo de bloqueo, de un componente tibial cuyo tetón se fija a la bandeja metálica.

Figura 6.- Visa en alzado de un explosionado con la disposición del montaje de las piezas en un componente tibial cuyo tetón se fija a la bandeja metálica.

Como se puede apreciar en las figuras 1 y 2 que se proponen, una primera disposición de elementos de una prótesis de rodilla según la presente invención, donde se distingue un componente tibial (1) con un inserto (2) de polietileno monobloque cuya superficie (3) de contacto reproduce la curvatura del componente femoral en su zona inferior, que coincide con la zona que se encuentra en contacto durante la extensión completa de la articulación, permitiendo cierto desplazamiento medial - lateral entre ambos componentes, la superficie inferior (15) del componente plástico (2) es lisa y pulida, la cual desliza sobre otra superficie (6) lisa y pulida de la bandeja (5) del componente tibial (1).

El diseño de la presente prótesis de rodilla implica un diseño del inserto (2) donde se dispone de superficies condilares (3) con radios congruentes a la superficie condilar del fémur que junto con el pivote (4) del inserto tibial (1) determina el movimiento relativo entre el componente femoral, inserto tibial (1) y bandeja (5).

El inserto de polietileno (2), por su superficie inferior (15) desliza mediante un movimiento de rotación sobre la superficie pulida (6) de una bandeja tibial (5) metálica, y disponiendo este inserto de polietileno de un taladro (8) inferior en el que se aloja un pivote (4) solidario a la bandeja metálica (5), el cual limita el movimiento relativo entre los elementos, permitiendo un giro libre.

Este pivote central (4) junto con el taladlo (8) del inserto (2) es el que hace posible la rotación del inserto congruente plástico sobre la bandeja tibial (5) y que puede ser solidaria a ésta mediante dos sistemas distintos: Una manera consistiría en el mecanizado directo sobre la bandeja tibial (5), es decir, se parte de una pieza fundida monobloque, con lo que pivote (4) y bandeja (5) son la misma pieza, tal cual se ha descrito.

Otro modo es mediante un sistema que incluye: un cilindro (18) con un cono (9) de ajuste y autocentrado, tetones antirrotación (10) y cono de apriete interior (11). un tornillo (12) parcialmente roscado con cabeza y cono de apriete (13). una bandeja (19) con ranuras antirrotación (20), orificio roscado (7), cono de ajuste y autocentrado (21).

Consiguiendo con ambos sistemas las mismas características de funcionamiento y aplicación, la diferencia la dicta el medio de solidarizar el tetón a la bandeja tibial.

En este segundo sistema el tetón (18) se coloca sobre la bandeja (19) metálica, para ello, se hace coincidir el cono de ajuste (21) de la bandeja (19), con el cono de ajuste (9) del tetón (18) haciendo coincidir los pivotes (10) del cilindro en las ranuras (20) de la bandeja (19). Posteriormente se introduce el tornillo (12) en el interior del cilindro (18) y éste se atornilla a la bandeja (19) por su orificio roscado (7). Por tanto existe un doble asiento entre los conos (21) de ajuste de la bandeja (19) y los conos (9) del poste (18) y, los conos (13) de la parte inferior de la cabeza del tornillo y el cono interior (11) del tetón (18), evitando la rotación del pivote y consiguiendo una perpendicularidad entre cono y bandeja. Así mismo se consigue un bloqueo perfecto que evita el aflojamiento del sistema.

Luego la presente prótesis de rodilla, permite el giro alrededor del eje (14) del pivote (4) de la bandeja tibial (5) y el desplazamiento antero - posterior del componente femoral sobre el inserto (2), en el caso de que el pivote y bandeja tibial sean una misma pieza. Y en los casos en el que el montaje sea el descrito anteriormente, el eje (14) del pivote (18) colocado sobre la bandeja tibial (19) será el eje de giro. Este movimiento antero - posterior, se da cuando el componente femoral gira sobre sí mismo, según este movimiento, deslizando su superficie congruente condilar contra la superficie (3) congruente condilar de la pieza plástica o inserto (2), de manera que, el poste (4, 18) de estabilización del inserto contacta con la leva del componente femoral. A medida que este esfuerzo persiste, ambas superficies deslizan levantándose ligeramente por su parte posterior, describiendo dicho movimiento antero - posterior.

Para volver a su posición inicial, tan sólo es necesario cesar en el esfuerzo que produce este movimiento.

Por otro lado, el giro es libre alrededor del pivote (4, 18) el cual sirve de eje (14) de giro en este movimiento, teniendo como limitaciones de este giro las propias limitaciones de la anatomía humana, no siendo obstáculo en ningún momento el diseño de la presente prótesis.

Al mismo tiempo, el vínculo de unión entre la bandeja metálica (5, 19) y la plástica (2) es la inserción del pivote (4, 18) en su alojamiento inferior (8) del componente plástico, sin topes ni anclajes que limiten su movimiento axial, por lo que serán los mismos condicionantes anatómicos los que limiten tal desplazamiento, no viéndose afectado este movimiento por las características de diseño o construcción de las diferentes piezas que entran en juego en esta prótesis de rodilla.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la presente invención, así como una aplicación práctica de la misma, sólo nos queda por añadir que, tanto su forma como los materiales y ejecución de la misma, son susceptibles de modificaciones, siempre y cuando no afecten de forma substancial a las características que se reivindican a continuación:

Claims

REIVINDICACIONES

1.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, con movimiento rotatorio respecto a un eje único, destinada a reemplazar una articulación deteriorada de rodilla, que constan de un componente femoral, un componente tibial (1) y un componente patelar (2), caracterizado porque, dicha prótesis dispone de un inserto congruente de plástico (2) con una superficie pulida (15) de una sola pieza, que desliza sobre una bandeja metálica (5) con superficie pulida (6) la cual porta un pivote central (4), así como también el componente plástico (2) incorpora un alojamiento (8) en su parte inferior, existiendo movimiento libre longitudinal de deslizamiento del pivote (4) en el alojamiento, disponiendo dicha prótesis de superficies condilares (3) con radios generadores de superficies congruentes a la superficie condilar del fémur, que junto con el pivote (4) de la bandeja tibial (3) determina el movimiento relativo entre el componente femoral e inserto tibial (1).

2.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicación 1, caracterizado porque el pivote central (4) se aloja en un orificio (8) cilindrico del inserto (2).

3.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el eje de giro del inserto (2) respecto a la bandeja (5) se corresponde con el eje (14) del pivote (4).

4.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicaciones 1, 2 y 3, caracterizada porque el inserto (2) se desplaza longitudinalmente según al eje axial (14) de dicho pivote (4) debido a estar éste inserto en su orificio (8).

5.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicación

1, caracterizado porque el movimiento antero - posterior, se da cuando el componente femoral gira sobre sí mismo, según este movimiento, deslizando su superficie condilar y congruente contra la superficie congruente condilar (3) de la pieza plástica (2), de manera que, el poste de estabilización (4) hace de tope y guía contra la leva del componente femoral, donde a medida que este esfuerzo persiste, ambas superficies deslizan descendiendo ligeramente por su parte posterior, describiendo dicho movimiento antero - posterior, semejante al movimiento de la rodilla anatómica.

6.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicación primera, caracterizado porque, el componente tibial (1) parte de una pieza fundida monobloque siendo el pivote (4) y la bandeja (5) la misma pieza.

7.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, con movimiento rotatorio respecto a un eje único, destinada a reemplazar una articulación deteriorada de rodilla, que constan de un componente femoral, un componente tibial (17) y un componente patelar (2), caracterizado porque, esta prótesis dispone de un inserto congruente de plástico (2) con una superficie pulida (15) de una sola pieza, que desliza sobre una bandeja metálica (19) con superficie pulida (16) incorporando un tetón central (18), así como también el componente plástico (2) incorpora un alojamiento (8) en su parte inferior, existiendo movimiento libre longitudinal de deslizamiento del cilindro o tetón (18) en el alojamiento, disponiendo dicha prótesis de superficies condilares (3) con radios generadores de superficies congruentes a la superficie condilar del fémur, que junto con el pivote (18) de la bandeja tibial (19) determina el movimiento relativo entre el componente femoral e inserto tibial (17).

8.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicación 7, caracterizado porque la fijación entre pivote y bandeja tibial se consigue mediante: un tetón (18) con un cono de ajuste (9) y autocentrado, tetones antirrotación (10) y cono de apriete inferior (11). un tornillo (12) roscado parcialmente y con cabeza, una bandeja (19) con ranuras antirrotación (20), orificio roscado (7), y cono de ajuste y autocentrado (21).

9.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicación

7 y 8, caracterizado porque, el tetón (18) se monta sobre la bandeja (19) de manera que, se hacen coincidir el cono de ajuste de la bandeja, con el cono de ajuste del poste haciendo coincidir los tetones antirrotación (10) del cilindro en las ranuras (20) de la bandeja, introduciendo el tornillo (12) en el interior del tetón (18) atornillándose al componente tibial (17) por el orificio roscado (7), por lo que existe un doble asiento entre los conos de ajuste (21) de la bandeja (19) y los conos de ajuste (9) del tetón (18) y, los conos (13) de la parte inferior de la cabeza del tornillo (12) y el cono (11) interior del tetón (18), evitando la rotación del pivote y consiguiendo una perpendicularidad entre cono y bandeja, consiguiendo un bloqueo perfecto que evita el aflojamiento del sistema.

10.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicación 7, caracterizado porque el tetón central (18) se aloja en un orificio (8) cilindrico del inserto (2).

11.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicaciones 7, 8, 9 y 10, caracterizada porque el eje de giro del inserto (2) respecto a la bandeja (19) se corresponde con el eje (14) del tetón (18).

12.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicaciones 7, 8, 9, 10 y 11, caracterizada porque el inserto (2) se desplaza longitudinalmente según al eje axial (14) de dicho pivote (18) debido a estar éste inserto en su orificio (8).

13.- Prótesis de rodilla con inserto congruente móvil, según reivindicación primera, caracterizado porque el movimiento antero - posterior, se da cuando el componente femoral gira sobre sí mismo, según este movimiento, deslizando su superficie condilar y congruente contra la superficie congruente condilar (3) de la pieza plástica (2), de manera que, el poste de estabilización (18) hace de tope y guía contra la leva del componente femoral, donde a medida que este esfuerzo persiste, ambas superficies deslizan descendiendo ligeramente por su parte posterior, describiendo dicho movimiento antero - posterior, semejante al movimiento de la rodilla anatómica.