ES2271368T3

ES2271368T3 - Sistema de articulacion articulada.

Info

Publication number: ES2271368T3
Application number: ES02798579T
Authority: ES
Inventors: Paul Crabtree; Greg Marik; Abraham Salehi; Kevin Weaver; Frantz Langlais; Denis Huten; Dennis Harrison
Original assignee: Smith and Nephew Inc
Current assignee: Smith and Nephew Inc
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-20
Publication date: 2007-04-16
Anticipated expiration: 2022-12-20
Also published as: AU2002364107A1; US9056012B2; US20150245915A1; CA2471000C; AU2002364107B2; ATE337760T1; US8545570B2; US7572292B2; US9693868B2; US20130325135A1; US20090125116A1; US20050107886A1; DE60214429D1; DE60214429T2; WO2003059203A1; WO2003059203A9; EP1460977A2; US9381087B2; JP2005514157A; US20160287399A1

Abstract

Sistema protésico para realizar la función de una articulación de rodilla, que comprende: (a) un componente (200) tibial que tiene una meseta (202) tibial y una parte de vástago tibial, teniendo la meseta tibial un lado superior y un lado inferior; (b) un pilar (210) que tiene un extremo (114) proximal y un extremo distal, estando adaptado el pilar para proyectarse desde el lado superior de la meseta tibial; (c) un inserto (300) tibial que tiene una abertura, estando adaptado el inserto (300) tibial para colocarse sobre el lado superior de la meseta (202) tibial, estando adaptada la abertura del inserto (300) tibial para alojar el pilar (210); (d) un componente (100) femoral que tiene una parte (103) de base y un alojamiento (106) central que tiene una parte (112) de vástago femoral, teniendo la parte de base un par de cóndilos (102) y dos lóbulos (104) que se extienden en la dirección posterior; (e) un árbol (410) adaptado para conectarse a los lóbulos (104) y extenderse entre los lóbulos(104); y (f) una conexión (402) que tiene un extremo anterior y un extremo posterior, estando la conexión (402) adaptada para conectarse al árbol (410) en el extremo de conexión (402) posterior y para alojar el pilar (210) en el extremo de conexión (402) anterior, de modo que evite la distracción del sistema protésico.

Description

Sistema de articulación articulada.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a articulaciones protésicas, y más particularmente a una articulación articulada que permite la cinemática natural de la articulación. La técnica anterior más próxima es el documento EP-A-1447060, que está comprendido en el estado de la técnica según el artículo 54(3) del CPE.

Antecedentes de la invención

En la cirugía de artroplastia de rodilla primaria, un cirujano normalmente fija dos componentes protésicos a la estructura ósea del paciente; uno primero al fémur del paciente y uno segundo a la tibia del paciente. Estos componentes normalmente se conocen como el componente femoral y el componente tibial, respectivamente. En una cirugía de artroplastia de rodilla primaria típica, los ligamentos y tendones están lo suficientemente intactos como para controlar el movimiento de la rodilla.

El componente femoral se sitúa en un fémur distal del paciente tras la resección apropiada del fémur. El componente femoral normalmente es metálico, teniendo una superficie articulada condilar externa sumamente pulida, que comúnmente tiene forma de J.

Un tipo común de componente tibial utiliza una bandeja o meseta que generalmente se adapta a la tibia proximal reseccionada del paciente. El componente tibial también incluye normalmente un vástago que se extiende en un ángulo con respecto a la meseta con el fin de extenderse hacia una abertura practicada quirúrgicamente en la cavidad intramedular del paciente. El componente tibial y el vástago tibial normalmente son los dos metálicos.

Un inserto o punto de apoyo de plástico o polimérico (a menudo polietileno de peso molecular ultra alto o UHMWPE) se ajusta entre la bandeja del componente tibial y el componente femoral. Este inserto tibial proporciona una superficie contra la que se articula la parte condilar del componente femoral: se mueve en un movimiento macroscópico correspondiente, en general, al movimiento del fémur con relación a la tibia.

En algunas prótesis de rodilla, el inserto tibial también se acopla en el movimiento relativo al platillo tibial. Tal movimiento puede ser un movimiento de deslizamiento de rotación y/o traslación con relación a la meseta tibial. En otros tipos de prótesis de rodilla con insertos tibiales, los insertos tibiales pueden acoplarse en otros tipos de movimiento con relación a la meseta tibial y/o al componente femoral.

Se requiere cirugía de revisión cuando falla la prótesis primaria. En la mayor parte de los casos de revisión es necesaria la estructura y estabilización adicionales para compensar la pérdida de hueso y tejido blando. Por ejemplo, los componentes femoral y tibial pueden ser más gruesos para compensar la pérdida de hueso. El componente femoral puede incluir un vástago, que generalmente se extiende a aproximadamente seis grados desde la perpendicular desde la parte de la base del componente femoral con el fin de extenderse hacia una abertura practicada quirúrgicamente en la cavidad intramedular del paciente. Con el fin de proporcionar un aumento de la estabilización, puede proporcionarse una caja en el componente femoral y un pilar de acoplamiento en el componente tibial, creando lo que se denomina una artroplastia restringida.

En algunos casos, la pérdida de tejido blando en la rodilla requiere el uso de una prótesis de rodilla articulada o conectada. Las tres indicaciones más comunes de que es necesaria una rodilla articulada son: (1) en un número creciente de casos de revisión, el paciente pierde demasiado hueso y tejido blando como para utilizar una rodilla restringida; (2) un oncólogo puede estar obligado a reseccionar una gran parte de un hueso con el fin de extirpar un tumor; y (3) en aplicaciones de traumatismos, a menudo el fémur distal o la tibia proximal se han aplastado y deben sustituirse.

Se fijaron las rodillas articuladas iniciales, que no permitían la rotación interna-externa. Estas articulaciones iniciales tuvieron una historia de aflojamiento debido a que su fijación no podía manejar adecuadamente las fuerzas aplicadas. Las articulaciones rotatorias disminuyeron este fallo porque estas articulaciones rotatorias minimizaron el momento de torsión de rotación interna-externa. Los sistemas de rodilla articulada proporcionan una conexión física de dos componentes con un árbol, de modo que la prótesis proporcione toda la estabilidad media-lateral y anterior-posterior. Estos sistemas también tratan varios grados de pérdida de hueso. Durante la articulación normal, el eje de pivote para el árbol se fija en las direcciones anterior-posterior y superior- inferior, de manera que cuando la rodilla está flexionada o extendida alrededor del árbol, el centro de contacto entre los componentes femoral y tibial está fijo. Esto evita el basculamiento hacia atrás ("roll-back").

Una preocupación principal con las rodillas articuladas es la simulación del movimiento de una articulación de rodilla natural. El movimiento de una articulación de rodilla natural tiene tres traslaciones: anterior-posterior, media-lateral e inferior-superior y tres rotaciones: flexión-extensión, interna-externa, y abducción-aducción. Los movimientos de la articulación de rodilla están determinados por la forma de las superficies de articulación de la tibia y el fémur y por la orientación de los ligamentos principales de la articulación de rodilla, incluyendo los ligamentos cruzados anterior y posterior y los ligamentos colaterales medio y lateral, como un sistema de cuatro conexiones. La flexión-extensión de la rodilla supone una combinación de basculamiento y deslizamiento del fémur sobre la meseta tibial, denominada basculamiento hacia atrás femoral. En el basculamiento hacia atrás durante la flexión, el centro de contacto entre el fémur y la meseta tibial se mueve en la dirección posterior, lo que permite el aumento de los intervalos de flexión y el aumento de la eficacia del mecanismo extensor.

Las rodillas articuladas actuales normalmente permiten tanto la articulación en la dirección de flexión-extensión como la rotación interna-externa, pero lo hacen mediante la flexión alrededor de un eje de pivote fijo, lo que elimina el basculamiento hacia atrás. Por otra parte, algunos diseños de rodilla articulada, tienen mecanismos de articulación que permiten el basculamiento hacia atrás, pero no controlan el basculamiento hacia atrás. No se conocen sistemas de rodilla articulada que permitan y controlen el basculamiento hacia atrás.

Durante la planificación preoperatoria, el grado de lesión en el hueso y el tejido blando no siempre son discernibles. Puesto que normalmente la preferencia quirúrgica es utilizar el procedimiento menos invasivo, se prefiere una revisión con una prótesis restringida, a diferencia de una rodilla articulada. Si durante la cirugía, se hace evidente que es necesaria una rodilla articulada, sería preferible que la articulación formara parte de un sistema integrado, por lo que el cirujano puede continuar con interrupciones mínimas. Los sistemas articulados actuales son autónomos, de manera que si el cirujano planea utilizar una rodilla restringida, pero durante la cirugía se da cuenta de que se requiere la restricción añadida de una rodilla articulada, el cirujano no puede cambiar a una rodilla articulada durante la intervención quirúrgica. En cambio, el cirujano normalmente tiene que comenzar otra intervención quirúrgica, dando como resultado tiempos de operación más largos y un mayor riesgo para el paciente. Adicionalmente, las rodillas articuladas actuales requieren que el cirujano extraiga una gran parte del hueso del paciente con el fin de permitir la implantación apropiada.

El documento EP-A 0472475 describe un sistema protésico para realizar la función de una articulación de rodilla.

Los sistemas actuales de rodilla articulada requieren una cantidad considerable de montaje durante la cirugía con el fin de garantizar que los diversos componentes se dimensionan y conectan apropiadamente. Un montaje de este tipo lleva tiempo, es tedioso y propenso al error, y aparta la atención del cirujano de asuntos más críticos relacionados directamente con la salud del paciente.

Por tanto, hay una necesidad actual de una prótesis de rodilla articulada que proporcione cinemática natural sin eliminación ósea excesiva. También hay una necesidad de un sistema de rodilla articulada que sea compatible con los sistemas existentes de artroplastia total. Finalmente, hay una necesidad de un sistema de rodilla articulada que requiera menos montaje durante la cirugía.

Sumario de la invención

Se describen métodos, sistemas y dispositivos para la sustitución de una articulación por un sistema protésico que reproduce la cinemática natural de la articulación. Los métodos, sistemas y dispositivos según la invención no sólo permiten, sino que también controlan, el basculamiento hacia atrás y la cinemática de la prótesis y, por tanto, de la articulación, y proporcionan tanto biomecánica natural como rendimiento de la articulación. Algunos diseños existentes de rodilla articulada proporcionan una articulación conectada en sustitución de las deficiencias de tejido blando, pero lo hacen mediante la flexión alrededor de un eje de pivote fijo, lo que elimina el basculamiento hacia atrás. La técnica anterior que permite el movimiento del árbol o eje de rotación permite que el árbol se mueva en las direcciones anterior y posterior, pero no controla el movimiento. Cierta técnica anterior describe un eje de rotación cerca del centro del componente femoral y otra técnica anterior describe un eje de rotación en la parte trasera del componente femoral. Esta técnica anterior permite que el componente femoral y el fémur se muevan en las direcciones anterior y posterior con relación a la tibia, pero no controla el movimiento. La presente invención controla el basculamiento hacia atrás a través del funcionamiento de su componente de conexión. Un sistema protésico según una realización de la invención incluye un componente tibial que tiene una meseta tibial y una parte de vástago tibial, teniendo la meseta tibial un lado superior y un lado inferior, un inserto tibial, con una superficie de apoyo, adaptada para colocarse sobre el lado superior de la meseta tibial, un componente femoral que tiene una parte de base, un alojamiento central y una parte de vástago femoral, teniendo el componente femoral un eje de rotación de extensión-flexión, teniendo la parte de base un par de cóndilos, un componente de conexión mecánica que conecta el componente tibial con el componente femoral y con el inserto tibial entremedias del componente tibial y el componente femoral, de manera que hay un centro de contacto entre los cóndilos y la superficie de apoyo, estando adaptado el componente de conexión mecánica para permitir que el centro de contacto se mueva en la dirección posterior durante la flexión, proporcionar el movimiento del eje de rotación de extensión-flexión en la dirección superior-inferior, permitir la rotación del componente tibial, el inserto tibial y el componente femoral alrededor de un eje superior-inferior, y desviar el eje de rotación de extensión-flexión del eje superior-inferior con el fin de proporcionar y controlar la cinemática natural de la articulación de
rodilla.

Un sistema protésico según una realización de la invención incluye un componente de conexión mecánica que conecta el componente tibial con el componente femoral y con el inserto tibial entremedias del componente tibial y el componente femoral, de manera que hay un centro de contacto entre los cóndilos y la superficie de apoyo, estando adaptado el componente de conexión mecánica para moverse en las direcciones superior-inferior y restringirse del movimiento en las direcciones anterior-posterior, en el que el centro de contacto entre los cóndilos y la superficie de apoyo se mueve en la dirección anterior-posterior cuando el componente femoral se mueve a través de la extensión y la flexión.

Un sistema protésico según una realización de la invención incluye un componente tibial que tiene una meseta tibial y una parte de vástago tibial, teniendo la meseta tibial un lado superior y un lado inferior, un pilar que tiene un extremo proximal y un extremo distal, estando adaptado el pilar para proyectarse desde el lado superior de la meseta tibial, una tapa adaptada para montarse en el extremo proximal del pilar, un inserto tibial que tiene una abertura, estando adaptado el inserto tibial para colocarse sobre el lado superior de la meseta tibial, estando adaptada la abertura del inserto tibial para alojar el pilar y la tapa, un componente femoral que tiene una parte de base y un alojamiento central que tiene una parte de vástago femoral, teniendo la parte de base un par de cóndilos y dos lóbulos que se extienden en la dirección posterior, un árbol adaptado para conectarse a los lóbulos y extenderse entre los lóbulos, y una conexión que tiene un extremo anterior y un extremo posterior, estando la conexión adaptada para conectarse al árbol en el extremo de conexión posterior y para alojar el pilar y la tapa en el extremo de conexión anterior.

Se describe un método para sustituir una articulación por un sistema protésico que incluye reseccionar el extremo proximal de la tibia del paciente para exponer la cavidad intramedular tibial de la tibia, reseccionar el extremo distal del fémur del paciente para exponer la cavidad intramedular femoral, poner en contacto un vástago tibial y un vástago femoral con un sistema protésico, teniendo el sistema protésico un componente de conexión mecánica, insertar el vástago tibial en la cavidad intramedular tibial, e insertar el vástago femoral en la cavidad intramedular femoral. El método permite que un cirujano convierta en el sistema protésico a partir de una prótesis primaria o de revisión con instrumental y cortes óseos comunes. El sistema protésico permite que el cirujano seleccione una tapa y un inserto tibial dimensionados apropiadamente, de manera que puede utilizarse un componente femoral montado previamente, reduciendo así significativamente la cantidad de tiempo quirúrgico destinado al montaje de la rodilla.

Otra característica de la presente invención es que puede colocarse una banda amortiguadora de golpes biorreabsorbible en el sistema protésico para evitar la rotación de los componentes protésicos alrededor de un eje superior-inferior hasta que el organismo reabsorbe la banda amortiguadora de golpes.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1A es una vista en perspectiva anterior de una realización de la invención que muestra el sistema protésico en extensión.

La figura 1B es una vista en perspectiva anterior de la realización mostrada en la figura 1A, que muestra el sistema protésico en flexión.

La figura 2 es una vista anterior de una realización de la prótesis.

La figura 3 es una vista anterior de una realización de la prótesis.

La figura 4 es una vista desde arriba de una realización de la prótesis.

La figura 5 es una vista posterior en despiece ordenado de una realización de la invención.

Las figuras 6A-E son vistas laterales de una realización de la prótesis que progresa desde la extensión en la figura 6A hasta la flexión en la figura 6E.

Descripción detallada

La figura 1 ilustra una vista en perspectiva de una realización de un sistema protésico en extensión en la figura 1A y a 90° de flexión en la figura 1B. Las figuras 2 y 3 muestran una vista posterior y una vista anterior, respectivamente, de una realización del sistema protésico en extensión. La figura 4 muestra una vista desde arriba de una realización del sistema protésico en extensión. Aunque la realización ilustrada es una articulación de rodilla, la presente invención podría utilizarse en otras articulaciones, tales como una articulación de cadera o una articulación de hombro. El sistema protésico incluye un componente 100 femoral, un componente 200 tibial, un inserto 300 tibial, y un componente de conexión mecánica o parte 400 de articulación. En la cirugía con el sistema protésico, la tibia y el fémur se reseccionan preparando quirúrgicamente las cavidades intramedulares de la tibia y el fémur para alojar vástagos. El sistema de la presente invención requiere el mismo instrumental y cortes óseos que el sistema primario o de revisión, tal como, por ejemplo, el sistema de rodilla total Genesis II de Smith & Nephew. Sólo es necesario un corte adicional con la presente invención.

El componente 200 tibial incluye una meseta 202 tibial y una parte 204 de vástago tibial. La parte 204 de vástago tibial incluye una parte 206 generalmente cilíndrica formada de manera integrada con el extremo 208 distal que comprende un cono Morse. El extremo 208 distal puede tener un vástago largo unido (no mostrado) a través del cono Morse de una manera bien conocida por los expertos en la técnica. El extremo 208 distal se ajusta en la cavidad intramedular de la tibia reseccionada, con o sin un vástago largo unido al cono Morse.

El componente 100 femoral incluye un par de cóndilos 102, que son metálicos y están altamente pulidos y formados sobre una parte 103 de base del componente 100 femoral. Los cóndilos 102 se acoplan con el inserto 300 tibial. El componente 100 femoral tiene una sección transversal con forma de J y como resultado, tiene superficies 102 condilares con forma de J. Estas superficies con forma de J tienen al menos dos radios de curvatura diferentes: un radio distal y un radio posterior. En la realización preferida mostrada, el radio de curvatura distal es mayor que el radio de curvatura posterior. La parte 103 de base incluye un par de lóbulos 104 que se extienden en la dirección posterior que están conectados al elemento 400 de articulación, tal como se describe más adelante. Integrado con y colocado entre las partes condilares hay un alojamiento 106 central que tiene una pared 108 superior y paredes 110 laterales. Montada angularmente desde la pared 108 superior hay una parte 112 de vástago femoral que tiene un extremo 114 proximal que comprende un cono Morse. El extremo 114 proximal puede tener un vástago largo unido (no mostrado) a través del cono Morse de una manera bien conocida por los expertos en la técnica, o puede utilizarse sin un vástago largo. El extremo 114 proximal de la parte 112 de vástago se inserta en la cavidad intramedular del fémur reseccionado, con o sin un vástago largo unido al cono Morse.

Por simplicidad, se describe la realización preferida como que tiene dos radios de curvatura a lo largo de las superficies distal y posterior del componente 100 femoral, siendo el radio distal mayor que el radio posterior, tal como se trató anteriormente. Debe entenderse que puede ser ventajoso incorporar uno o más radios de curvatura adicionales a lo largo de la superficie externa del componente femoral. En particular, puede utilizarse un tercer radio para formar la curvatura en la superficie proximal de los lóbulos 104 de los cóndilos posteriores. El número y la relación de los radios de curvatura pueden variarse sin apartarse del alcance de esta invención, tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

La figura 5 es una vista en perspectiva posterior en despiece ordenado de una realización del sistema protésico. Un pilar 210 está colocado sobre el lado superior de la meseta 202 tibial en la dirección vertical (superior-inferior) perpendicular a la meseta 202 tibial y un tope 212 está colocado en la parte posterior de la meseta 202 tibial. El pilar 210 aloja una tapa 414. La tapa 414 está sujeta al pilar 210 a través de un elemento 420 de sujeción o de cualquier otro método conocido por los expertos en la técnica.

El inserto 300 tibial tiene una superficie 302 de apoyo superior y una parte 304 reseccionada con una abertura 306 y una muesca 308. La abertura 306 del inserto tibial aloja al pilar 210 tibial y a una tapa 414, de manera que el inserto 300 tibial está situado sobre la meseta 202 tibial. En la realización ilustrada, el inserto tibial rota alrededor del eje vertical (superior-inferior). La rotación del inserto tibial está controlada por la muesca 308 en la parte posterior del inserto 300 tibial y el tope 212 de la meseta 202 tibial. Los cóndilos del componente femoral se trasladan sobre la superficie 302 de apoyo del inserto 300
tibial.

La parte 400 de articulación incluye una conexión 402 con una abertura 404 en la dirección media-lateral sobre el extremo posterior y una abertura 406 en la dirección superior-inferior sobre el extremo anterior. Dos casquillos 408 se ajustan en los extremos de la abertura 404 posterior. El extremo posterior de la conexión 402 está colocado entre los lóbulos 104 del componente 100 femoral. La conexión 402 está conectada de manera rotatoria al componente femoral mediante un árbol 410 colocado en las aberturas 105 de ambos lóbulos 104 del componente 100 femoral y a través de la abertura 404 posterior y los casquillos 408 de la conexión. El árbol 410 está sujeto a los lóbulos 104 a través de dos abrazaderas 412 del árbol en cada extremo del árbol 410. Alternativamente, el árbol 410 podría sujetarse a los lóbulos 104 a través de cualquier método conocido por los expertos en la técnica. La abertura 406 anterior de la conexión aloja el pilar 210 tibial y la tapa 414. La conexión 402 se traslada hacia arriba y hacia abajo del pilar 210 y la tapa 414 y rota alrededor del eje superior-inferior. La tapa 414 tiene una parte 418 de revestimiento y una parte 416 de reborde que se sitúa en su extremo proximal. Alternativamente, la tapa 414 podría ajustarse sólo sobre la parte superior del pilar 210 tibial y no tener una parte de revestimiento. La abertura 406 anterior de la conexión 402 tiene un diámetro menor en su mitad distal, de manera que el reborde 416 de la tapa 414 se agarra sobre el diámetro menor y controla la traslación de la conexión
402.

La tapa 414 es una pieza separada y están disponibles diferentes tamaños para corresponderse con el espesor del inserto 300 tibial. Esto permite que el componente femoral se monte previamente y permite que el cirujano seleccione el tamaño de tapa apropiado y el tamaño del inserto tibial durante la cirugía para permitir el funcionamiento apropiado del sistema protésico. Esto difiere de la mayoría de los sistemas, en los que el cirujano debe montar el componente femoral basándose en el tamaño del inserto tibial.

Tal como se demuestra mediante la figura 6, el funcionamiento de la parte 400 de articulación permite el basculamiento hacia atrás femoral y controla este movimiento. La figura 6 muestra el sistema protésico que se mueve desde la extensión completa (0° de flexión) en la figura 6A hasta 140° de flexión en la figura 6E. El sistema protésico está en 45° de flexión en la figura 6B, 90° de flexión en la figura 6C, y 120° de flexión en la figura 6D. Tal como se muestra en la figura 6A, cuando la rodilla está en extensión, la conexión 402 está hacia la parte superior del pilar 210 tibial y la tapa 414. La distracción se evita mediante la tapa 414 del pilar 210 tibial que se agarra sobre el diámetro interno de la abertura 406 de conexión anterior. Cuando la rodilla se mueve desde la extensión hasta la flexión, la conexión 402 mueve hacia abajo el pilar 210 tibial y la tapa 414. La conexión 402 no se mueve en las direcciones anterior-posterior, lo que permite que el árbol 410 se mueva sólo a lo largo del eje superior-inferior.

Tal como se muestra en la figura 6, el árbol se mueve en la dirección inferior cuando la rodilla se mueve desde la extensión hasta la flexión y se mueve en la dirección superior cuando la rodilla se mueve desde la flexión hasta la extensión. El árbol 410 se mueve en la dirección inferior hasta que el movimiento posterior del componente 100 femoral coloca el componente 100 femoral de manera que sube el reborde posterior del inserto 300 tibial, entonces, el árbol 410 se mueve en la dirección superior. En la realización mostrada, esto se traduce en el movimiento inferior del árbol 410 cuando la rodilla se mueve desde 0° hasta aproximadamente 90° de flexión, sin movimiento vertical del árbol 410 desde aproximadamente 90° hasta aproximadamente 120°, y el movimiento superior desde aproximadamente 120° hasta aproximadamente 140° de flexión. El movimiento exacto del árbol 410 a través del intervalo de flexión de la rodilla puede cambiar dependiendo del tamaño de los componentes y de otras características de diseño no críticas para esta invención.

El centro de contacto de los cóndilos 102 sobre la superficie 302 de apoyo se mueve en la dirección posterior cuando la rodilla se mueve desde la extensión hasta la flexión y se mueve en la dirección anterior cuando la rodilla se mueve desde la flexión hasta la extensión. En la figura 6, P representa el centro de contacto de los cóndilos y la superficie de apoyo. Dado que el radio de curvatura de los cóndilos disminuye cuando la rodilla se mueve desde la extensión hasta la flexión, la distancia X desde el centro P de contacto hasta el punto central del árbol disminuye desde la extensión hasta la flexión, hasta aproximadamente 120° de flexión en la realización mostrada.

La libertad del árbol 410 para moverse en la dirección superior-inferior mientras se conecta a los componentes femoral y tibial a través de la conexión 402 y la desviación del árbol 410 con relación al centro de rotación del componente 100 femoral da como resultado el basculamiento hacia atrás del componente femoral durante la flexión, mientras que se mantiene el contacto entre el componente femoral y el inserto 300 tibial. El aumento de la desviación posterior del árbol 410 desde el centro de rotación del componente 100 femoral produce un aumento del desplazamiento anterior en el centro P de contacto entre el componente 100 femoral y el inserto 300 tibial en extensión y el aumento del recorrido de la conexión 402 hacia abajo del pilar 210 y la tapa 414 en la flexión. El aumento de la desviación inferior del árbol 410 desde el centro de rotación del componente 100 femoral produce un aumento del desplazamiento posterior en el centro de contacto entre el componente femoral y el inserto tibial en la flexión y la disminución del recorrido de la conexión 402 hacia arriba del pilar 210 y la tapa 414 en la extensión.

La capacidad de la conexión 402 para desplazarse en la dirección superior-inferior sobre el pilar 210 tibial y la tapa 414 permite combinaciones específicas de la longitud de la conexión, la desviación anterior-posterior y la desviación superior-inferior del árbol 410, de manera que pueda especificarse y controlarse la ubicación anterior-posterior del centro de contacto entre el componente femoral y el inserto tibial como una función de la flexión. Por ejemplo, puede ser deseable un menor basculamiento hacia atrás para las rodillas de menor tamaño. Este movimiento se adapta adicionalmente mediante la combinación del movimiento descrito anteriormente con los dos radios de curvatura diferentes (mayor en la dirección distal y menor en la dirección posterior) en la sección del cóndilo del componente femoral (ilustrado mediante la disminución de la distancia X cuando la rodilla se mueve desde la extensión hasta la flexión en la figura 6). Dependiendo de los objetivos específicos en lo que se refiere a la aparición del basculamiento hacia atrás durante la flexión, podría diseñarse una rodilla articulada según esta invención que tenga un único radio de curvatura en el componente femoral, o dos o más radios de curvatura. Aunque en la realización preferida se muestran dos radios, debe entenderse que los principios de esta invención no deben limitarse de esta manera.

En la especificación del movimiento como una función de la flexión (cinemática), puede optimizarse el rendimiento del músculo y otros tejidos blandos. Por ejemplo, se reconoce que el basculamiento hacia atrás femoral es una mejora de la eficacia del mecanismo extensor. En general, el basculamiento hacia atrás es un desplazamiento posterior en el centro de contacto del componente femoral sobre el componente tibial cuando la rodilla se flexiona y un desplazamiento anterior en el centro de contacto del componente femoral sobre el componente tibial cuando la rodilla se extiende. Tres parámetros definen y controlan la cinemática, incluyendo el basculamiento hacia atrás, en el sistema protésico de la invención actual. El primer parámetro es la colocación anterior-posterior y superior-inferior del árbol en los cóndilos femorales. Con el primer parámetro, el eje de rotación se coloca en la parte posterior del componente femoral, sin imponer una carga estructural excesiva lejos del eje de carga natural de la estructura ósea de la rodilla. De esta forma, el eje de carga no se tuerce en la dirección anterior-posterior o media-lateral con respecto al eje de carga natural de la tibia. El segundo parámetro son los dos radios de curvatura diferentes en la sección de la curva con forma de J del componente femoral. El tercer parámetro es la longitud de la conexión. La adaptación de estos parámetros según el tipo y el tamaño del implante optimiza la cinemática y el rendimiento de la articulación y permite el control del basculamiento hacia atrás.

El sistema protésico adicionalmente no permite la subluxación en las direcciones media-lateral ni en las direcciones anterior-posterior, porque el componente tibial está conectado mecánicamente al componente femoral.

El sistema protésico según una realización comparte elementos de diseño comunes de un sistema primario y de revisión, tal como el sistema Genesis II de Smith & Nephew u otro sistema de rodilla total. Esto permite que un cirujano convierta de manera intraoperatoria de un implante primario o de revisión en un implante articulado con cortes óseos comunes y el mismo instrumental, en lugar de utilizar un sistema e instrumental separados. El sistema protésico según una realización sólo requiere tres cortes adicionales a los requeridos en un procedimiento de artroplastia de rodilla de revisión típica. Los cortes extra son necesarios para adaptarse al alojamiento central más ancho del componente femoral utilizado en la presente invención, cambiar la meseta tibial a una pendiente neutra (0°), y adaptar el árbol. Incluso con estos pocos cortes adicionales, el sistema según esta invención proporciona la conversión intraoperatoria relativamente simple de una rodilla de revisión convencional a una rodilla articulada. El sistema protésico según una realización utiliza un componente femoral montado previamente, de manera que el cirujano no tiene que montar un componente femoral basándose en el inserto tibial. La meseta tibial de la presente invención puede adaptarse a varios espesores de insertos tibiales, lo que permite que el cirujano escoja un inserto tibial de espesor apropiado y la tapa correspondiente y utilice un componente femoral montado previamente. Permitir la conversión a la rodilla articulada de la presente invención de manera intraoperatoria reduce el riesgo para el paciente al reducir el tiempo del procedimiento.

El sistema protésico según una realización está diseñado para aceptar segmentos corporales para sustituir la totalidad del hueso en la zona de la rodilla (fémur o tibia) en el caso de traumatismos o resecciones tumorales. Tales segmentos corporales pueden sujetarse a los conos Morse sobre partes 204 y/o 112 de vástago de una manera generalmente convencional o mediante cualquier otro medio de unión conocido en la técnica. Si se requiere una prótesis adicional para la sustitución del hueso, se proporciona como un componente separado.

En general, un implante es inestable durante varias semanas tras la cirugía porque no hay tejido cicatricial en la envoltura de la articulación. Durante este tiempo, que normalmente dura aproximadamente seis semanas, pero que puede variar considerablemente de un paciente al siguiente, es deseable no permitir la rotación a lo largo del eje superior-inferior. En una realización del sistema protésico, se coloca una banda 600 amortiguadora de golpes biorreabsorbible (mostrada en la figura 5) en el espacio del inserto 300 tibial entremedias de la muesca 308 y el tope 212 de la meseta tibial. Esto permite que un implante se fije cuando se implanta, pero posteriormente permite que el implante rote cuando el organismo reabsorbe el material. La tasa de reabsorción puede seleccionarse escogiendo la composición correcta para la banda 600 amortiguadora de golpes para que cumpla con las necesidades particulares del paciente.

Una realización según esta invención es un sistema protésico y un kit de piezas de sustitución de articulaciones, tal como una rodilla. Junto con los componentes descritos anteriormente, el kit de piezas incluye bloques de corte, escariadores y pruebas.

Un método para utilizar el sistema protésico para sustituir una articulación, tal como una rodilla, es tal como sigue:

(1) reseccionar el extremo proximal de la tibia para exponer la cavidad intramedular tibial de la tibia;

(2) reseccionar el extremo distal del fémur para exponer la cavidad intramedular femoral;

(3) conectar el vástago tibial y el vástago femoral al sistema protésico;

(4) insertar un vástago femoral en la cavidad intramedular femoral; e

(5) insertar un vástago tibial en la cavidad intramedular tibial.

Este método incluye adicionalmente seleccionar el inserto tibial y la tapa apropiados de manera intraoperatoria.

En una realización alternativa, el componente de conexión mecánica puede utilizarse en otras articulaciones, lo que permite que el eje de rotación de la articulación se traslade con el fin de proporcionar el basculamiento hacia atrás controlado y la cinemática natural durante la flexión o la extensión de la articulación.

La descripción de los sistemas y procedimientos tal como ha enumerado anteriormente no pretende limitar el alcance de la presente invención. Pueden utilizarse diversos mecanismos de conexión, lo que permite que el centro de contacto entre los cóndilos y el inserto tibial se mueva en la dirección posterior durante la flexión, proporciona el movimiento del eje de rotación de extensión-flexión en la dirección superior-inferior, permite y controla la rotación alrededor del eje superior-inferior, y desvía el eje de rotación desde el eje superior-inferior con el fin de proporcionar la cinemática natural de la articulación de rodilla u otra articulación.

Claims

1. Sistema protésico para realizar la función de una articulación de rodilla, que comprende:

(a): un componente (200) tibial que tiene una meseta (202) tibial y una parte de vástago tibial, teniendo la meseta tibial un lado superior y un lado inferior;

(b): un pilar (210) que tiene un extremo (114) proximal y un extremo distal, estando adaptado el pilar para proyectarse desde el lado superior de la meseta tibial;

(c): un inserto (300) tibial que tiene una abertura, estando adaptado el inserto (300) tibial para colocarse sobre el lado superior de la meseta (202) tibial, estando adaptada la abertura del inserto (300) tibial para alojar el pilar (210);

(d): un componente (100) femoral que tiene una parte (103) de base y un alojamiento (106) central que tiene una parte (112) de vástago femoral, teniendo la parte de base un par de cóndilos (102) y dos lóbulos (104) que se extienden en la dirección posterior;

(e): un árbol (410) adaptado para conectarse a los lóbulos (104) y extenderse entre los lóbulos (104); y

(f): una conexión (402) que tiene un extremo anterior y un extremo posterior, estando la conexión (402) adaptada para conectarse al árbol (410) en el extremo de conexión (402) posterior y para alojar el pilar (210) en el extremo de conexión (402) anterior, de modo que evite la distracción del sistema protésico.

2. Sistema protésico según la reivindicación 1, que comprende además una abertura anterior en la conexión y una tapa (414) adaptada para montarse sobre el pilar (210), teniendo la tapa (414) una parte de reborde que se extiende más allá del diámetro del extremo (114) proximal del pilar (210), teniendo la abertura de la conexión (402) anterior un diámetro menor en su extremo distal mediante la cual, la parte de reborde se acopla al diámetro menor de la abertura de la conexión (402) anterior.

3. Sistema protésico según la reivindicación 2, que comprende además una tapa (414) que contiene un elemento (420) de sujeción para asegurar la tapa (414) al pilar (210).

4. Sistema protésico según la reivindicación 1, que comprende además una abertura (404) posterior en la conexión (402) y dos casquillos (408) adaptados para ajustarse en la abertura (404) de la conexión (402) posterior y alojar el árbol (410).

5. Sistema protésico según la reivindicación 1, que comprende además dos elementos de sujeción que contienen el árbol adaptados para mantener el árbol (410) en su sitio.

6. Sistema protésico según la reivindicación 5, en el que los elementos (420) de sujeción que contienen el árbol son elementos (412) de sujeción de tipo abrazadera.

7. Sistema protésico según la reivindicación 1, que comprende además un cono Morse dispuesto en el extremo distal de la parte (204) de vástago tibial.

8. Sistema protésico según la reivindicación 7, en el que el cono Morse está adaptado para insertarse en una cavidad intramedular de la tibia de un paciente.

9. Sistema protésico según la reivindicación 7, que comprende además un vástago largo tibial adaptado para conectarse al extremo distal del cono Morse.

10. Sistema protésico según la reivindicación 1, que comprende además un segmento corporal tibial adaptado para conectarse a la parte (204) de vástago tibial.

11. Sistema protésico según la reivindicación 1, que comprende además un cono Morse dispuesto en el extremo (114) proximal de la parte de vástago femoral.

12. Sistema protésico según la reivindicación 11, en el que el cono Morse está adaptado para insertarse en una cavidad intramedular del fémur de un paciente.

13. Sistema protésico según la reivindicación 11, que comprende además un vástago largo femoral adaptado para conectarse al extremo (114) proximal del cono Morse.

14. Sistema protésico según la reivindicación 1, que comprende además un segmento corporal femoral adaptado para conectarse a la parte de vástago femoral.

15. Sistema protésico según la reivindicación 1, en el que el inserto tibial tiene una muesca posterior y el lado superior de la meseta (202) tibial tiene un tope (212) posterior mediante el cual, la rotación del inserto tibial está limitada por el tope (212) posterior.

16. Sistema protésico según la reivindicación 15, que comprende además una banda amortiguadora de golpes biorreabsorbible adaptada para ajustarse en la muesca y rodear el tope (212) para evitar la rotación del inserto (300) tibial.

17. Sistema protésico según la reivindicación 1, en el que una primera distancia entre el punto central del árbol (410) y la parte distal de los cóndilos (102) es diferente de una segunda distancia entre el punto central del árbol (410) y la parte posterior de los
cóndilos.

18. Sistema protésico según la reivindicación 2, en el que el componente (100) femoral está montado previamente y el inserto (300) tibial y la tapa (414) correspondiente de tamaño apropiado se seleccionan durante la sustitución de la articulación de rodilla.

19. Sistema protésico según la reivindicación 1, en el que la conexión (402) conecta el componente (200) tibial con el componente (100) femoral y con el inserto (300) tibial entremedias del componente (200) tibial y el componente (100) femoral, de manera que hay un centro de contacto entre los cóndilos (102) y una superficie de apoyo del inserto (300) tibial, estando adaptada la conexión (402) para moverse en las direcciones superior-inferior y restringirse del movimiento en las direcciones anterior-posterior, en el que el centro de contacto entre los cóndilos (102) y la superficie de apoyo se mueve en la dirección anterior-posterior cuando el componente (100) femoral se mueve a través de la extensión y la flexión.

20. Sistema (100) protésico según la reivindicación 19, en el que la conexión (402) y el inserto (300) tibial están adaptados para rotar alrededor de un eje inferior-superior.

21. Sistema protésico según la reivindicación 1, en el que la conexión (402) conecta el componente (200) tibial con el componente (100) femoral y con el inserto (300) tibial entremedias del componente (200) tibial y el componente (100) femoral, de manera que hay un centro de contacto entre los cóndilos (102) y una superficie de apoyo del inserto (300) tibial, estando adaptada la conexión (402) para permitir que el centro de contacto se mueva en la dirección posterior durante la flexión, proporcionar el movimiento del eje de rotación de extensión-flexión en la dirección superior-inferior, y permitir la rotación del componente (200) tibial, el inserto (300) tibial, y el componente (100) femoral alrededor de un eje superior-inferior con el fin de proporcionar y controlar la cinemática natural de la articulación de rodilla.

22. Sistema protésico según la reivindicación 1, que comprende además bloques de corte; escariadores; y pruebas.

23. Sistema protésico según la reivindicación 1, en el que la conexión (402) está operativa para producir el movimiento anterior-posterior relativo entre el componente (100) femoral y el inserto (300) tibial durante la flexión del sistema protésico mientras se mantiene una relación fija entre el componente (100) femoral y el componente (200) tibial en una dirección anterior-posterior.

24. Sistema protésico según la reivindicación 23, en el que el componente (100) femoral está adaptado para rotar alrededor del árbol (410) y la conexión (402) está adaptada para moverse en la dirección superior a lo largo del pilar (210) durante la flexión del sistema protésico.