ES2305018T3

ES2305018T3 - Sustitucion de cavidad cotiloidea modular.

Info

Publication number: ES2305018T3
Application number: ES01118344T
Authority: ES
Inventors: Klaus Draenert
Original assignee: THURGAUER KANTONALBANK
Current assignee: THURGAUER KANTONALBANK
Priority date: 2000-07-29
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2008-11-01
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: ATE393611T1; US6682566B2; EP1179324B1; DK1179324T3; EP1179324A2; EP1179324A3; US20020049500A1; DE10036987A1; DE50113904D1

Abstract

Sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera para la sustitución de la cavidad cotiloidea natural, compuesto por una cubierta (10) exterior, al menos un módulo (30) de inserción y al menos una pieza (20) de inserción para alojar una cabeza esférica que se articula, presentando - la cubierta (10) exterior una superficie (13) de cono interior para el alojamiento del módulo (30) de inserción, y - el módulo (30) de inserción una superficie (34) de cono exterior para ponerse en contacto con la superficie (13) de cono interior correspondiente de la cubierta (10), caracterizado porque - el módulo (30) de inserción presenta un apoyo (31) anular que se extiende radialmente hacia fuera que en su lado inferior dirigido a la cubierta (10) encierra a modo de arco un espacio (32) libre para evitar la concentración de tensión, y porque - el módulo (30) de inserción presenta una base (33, 35) redondeada abierta.

Description

Sustitución de cavidad cotiloidea modular.

Antecedentes de la invención

El éxito del anclaje permanente de componentes de articulación de cadera se relaciona con las publicaciones de Sir John Charnley que había cementado los componentes con cemento óseo, publicado por ejemplo en el Journal of Bone and Joint Surgery: Charnley J (1960) Anchorage of the Femoral Head Prosthesis to the Shaft of the Femur JBJSB 42: 28-30. También la combinación de la cavidad cotiloidea de plástico cementada tiene su origen en J Charnley (Low Friction Arthroplasty of the Hip: Theory and Practice - Heidelberg New York Berlin: Springer. Sin embargo, la combinación con plástico llevó a un desgaste inesperadamente elevado.

Por tanto, se pretendía encontrar combinaciones para la articulación que supusieran un desgaste reducido. Por la industria se conocía que las superficies más lisas se conseguían con cerámicas. La articulación de cerámica con cerámica supone actualmente un desgaste hasta 200 veces menor en comparación con polietileno-cabeza de metal, sin embargo implica el problema de que la cerámica no debería someterse a flexión o cizallamiento.

La combinación de cerámica y cerámica llevó a implantes de metal que protegen la cerámica frente a una solicitación de flexión y cizallamiento y que podían anclarse en el hueso con encaje a presión. Sin embargo, este encaje a presión de superficie, que también puede tallarse con diamantes (PA D 199 60 707.9) desplaza el centro (CR) de rotación de la cavidad cotiloidea al fondo del acetábulo, lo que lleva a una medialización, un desplazamiento hacia dentro del miembro inferior. Para evitar esto, se pretendió reconstruir el CR, lo que se ha conseguido con la presente invención.

Estado de la técnica

Existen diferentes posibilidades de anclar la cavidad cotiloidea. Una de las más comunes era la cementación de una cavidad cotiloidea de UHMWPE (Ultra-High-Molecular-Weight-Poly-Ethylene, Polietileno de ultra alto peso molecular) con cemento óseo, tal como se indicó anteriormente. Se partía a este respecto de que la cementación de la cavidad cotiloidea seguía las mismas leyes y de este modo los mismos éxitos que la cementación del componente femoral. Sin embargo esto no ocurrió. La cementación de la cavidad cotiloidea tiene lugar bajo condiciones totalmente diferentes. La cavidad cotiloidea de plástico se cementa sobre un hueso más o menos compacto, es decir, el cemento óseo ni siquiera puede penetrar el hueso cuando no se realizan orificios de anclaje. Sin embargo, éstos representan uniones de reloj de arena que sólo consiguen un anclaje insuficiente, puesto que la estructura de la esponjosa en el acetábulo permite reconocer en primer lugar cavidades estrechas en forma de panal y hacia la dirección proximal (contra la unión de columna vertebral/pelvis) cavidades estrechas en forma de panal que se hacen más anchas. El relleno se realiza por así decir contra la estructura morfológica, lo que lleva a que tanto el refuerzo de la estructura ósea como también el anclaje, el denominado interbloqueo, sea insuficiente.

Si bien ahora se consigue rectificar el techo compacto de la cavidad cotiloidea sin dañar la estabilidad del diseño de construcción ligera (construcción en forma de sándwich), sin embargo ha de emplearse para ello un instrumento de diamante y aspirar el cemento óseo. Debido a que esta técnica sólo está disponible hace poco (DPA 199 60 707.9) y se añade el problema de desgaste de las cavidades cotiloideas de plástico, se pretendía últimamente someter a prueba otras posibilidades de anclaje.

Uno de los más comunes fue el denominado principio de rosca, en el que la cavidad cotiloidea artificial se introduce directamente en el hueso mediante incisión y enroscado sin adhesivos. Sin embargo, las roscas llevan a osteonecrosis y fracturas pélvicas.

A continuación, aumentando la superficie de anclaje, se intentó darle al hueso la posibilidad de crecer hacia el interior (Principio de soldadura porosa, Porous Ingrowth Principle), sin embargo en este caso también se produjeron índices de aflojamiento incomparablemente elevados con una encapsulación de los implantes en el tejido conjuntivo. La combinación con el enroscado tampoco pudo solucionar el problema.

Sólo el estudio de la morfología y la función de la cara lunar, esto es la superficie articular en forma de luna decreciente de la cavidad cotiloidea, llevó a un principio de anclaje fisiológico: el principio de la pretensión en el hueso. Si bien esto no era nuevo, sin embargo en el ejemplo de la cavidad cotiloidea puede implementarse de manera sencilla, puesto que la deformación de la superficie articular es prácticamente concéntrica.

Por tanto fue posible anclar un componente prácticamente esférico con encaje a presión en el acetábulo, así se denomina la cavidad cotiloidea en el hueso de la pelvis. Los detalles de una cavidad cotiloidea tal se describen en el documento DPA 100 03 543.4.

El encaje a presión de superficie requiere el bloqueo de una gran superficie de la cavidad cotiloidea por detrás del ecuador de una esfera de cavidad cotiloidea virtual; a este respecto siempre se produce un desplazamiento del CR al fondo de la cavidad cotiloidea. Esto no se consideró mucho, aunque también puede ser una ventaja para el anclaje óseo, puesto que los brazos de palanca son más cortos para un movimiento basculante, es decir, la denominada desviación de la cavidad cotiloidea es más corta, aunque en todo caso significa que el miembro inferior se desplaza en su totalidad más hacia medial, lo que puede llevar a una insuficiencia pelvitrocantérea. Esto significa que los músculos se hacen relativamente más largos y tienen un brazo de palanca desfavorable. Por este motivo se buscaron soluciones para combinar el asiento fijo con una reconstrucción de la posición del CR. En el documento EP 0 694 294 B1 se describe una pieza, que a primera vista parece ser adecuada para cumplir este objetivo, sin embargo no lo puede hacer; el planteamiento de esta invención es la separación de la cavidad cotiloidea articular del cono de superficie exterior, configurándose un borde como contrasoporte que posibilita la extracción mediante elevación. Una pieza de este tipo no puede emplearse para la invención descrita a continuación, ya que un apoyo en el borde de la cubierta evita un asiento a presión. Sin embargo, esto podía solucionarse de manera sencilla y elegante mediante el siguiente desarrollo.

Por el documento EP 0 773 007 A1 se conoce un sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera según las características del preámbulo de la reivindicación 1.

Descripción de la invención

La invención consiste en un implante modular que presenta una cubierta externa, tal como se representa en la figura 01/10; ésta está aplanada en la cúpula (figura 01/11) y presenta una banda esférica como zona de anclaje en el hueso (figura 01/12). El contorno interior corresponde a un cono preciso con ángulo definido (figura 01/13). La superficie de esta cavidad cotiloidea de titanio representada en este ejemplo presenta una rugosidad de 80 a 100 micrones (figura 02/16), la superficie de cono un acanalado (ondulación) definido para el alojamiento de la cerámica (figura 01/20), o del módulo de inserción (figura 01/30 y figura 01/40).

La cubierta fabricada en este caso a partir de titanio (figura 01/10) presenta perforaciones en la cúpula que reducen la masa y aumentan la elasticidad total de la construcción (figura 01/14). Los taladros en la pared del implante de titanio (figura 01/15) presentan propiedades amortiguadoras con respecto al hueso, tal como puede mostrarse en cálculos de elemento finitos.

El módulo que puede insertarse en la cubierta de titanio (figura 01/10 del mismo material (figura 01/30) presenta un apoyo anular (figura 01/31), que está configurado de modo (figura 01/32) que no se produce una concentración de tensión en el alojamiento de la cubierta esférica. La base (figura 01/33) del módulo está abierta, el cono (figura 01/34) presenta una superficie acanalada de manera específica para el alojamiento de la pieza de inserción de cerámica y está destalonada (figura 01/35) para garantizar el asiento, refiriéndose este término a la capacidad del implante de asentarse de manera automática. El módulo y la pieza de inserción que se articula pueden estar unidos entre sí de manera fija con vistas a la estabilidad a largo plazo (figura 01/80).

El módulo (figura 01/30) presenta a este respecto una variación relativa de la desviación de 0 mm con respecto a la pieza de inserción de cerámica pura (figura 01/20) de - 1 mm, el módulo (figura 01/60) incluso una desviación de + 4 mm. Como desviación se denomina en la cavidad cotiloidea la distancia del plano mediano con respecto al centro de rotación, definiéndose según la definición el CR fisiológico en su topografía con 0 mm. También está construido un módulo con una desviación de + 7 mm, representado en la figura 01/40. El módulo puede ser de una sola pieza estar unido en cada caso de manera fija con el componente que se articula a partir de cerámica, HDPE, metal u otro material resistente al desgaste, lo que resulta ventajoso.

Este desplazamiento de la desviación puede realizarse de manera más sencilla en las variantes de titanio/HDPE en la construcción de la pieza de inserción de HDPE, tal como se representa en las figuras 01/50, 01/60 y 01/70. El lado exterior cónico de la pieza de inserción (figura 01/61) presenta a este respecto un acanalado específico para el alojamiento en la pieza de inserción de titanio que recibe la pieza de inserción de plástico con arrastre de forma, figura 01/30 y figura 01/40. Las superficies interiores de las piezas de inserción de plástico están especialmente alisadas; en la realización como una sola pieza están unidas de manera fija con el metal.

Del mismo modo puede construirse una pieza de inserción que se articule, tanto de plástico como también de cerámica, que deja ver un abultamiento lateral que actúa en contra de la luxación de la cabeza artificial; la pieza de inserción de cerámica de esta realización debe estar soportada a este respecto completamente por un soporte de titanio construido de manera separada; ambas construcciones no están representadas aparte.

Ejemplo

Un paciente con coxartrosis avanzada se coloca de manera habitual en la mesa de operación y tras cubrir y preparar el área quirúrgica de forma estéril se descubre la articulación de la cadera por ejemplo a través de un acceso lateral, se abre la cápsula y se luxa el fémur y se separa la parte superior de cabeza del fémur. A continuación se ajusta la cavidad cotiloidea y se retira el cartílago con una fresa Ruffle.

Una vez que el hueso está al descubierto, la cesta Ruffle se sustituye por una rectificadora de diamante y se empieza con el tamaño de la cabeza a rectificar el lecho de manera esférica. La rectificadora de diamante del tamaño siguiente rectifica la base de la cavidad cotiloidea, hasta que el borde de la rectificadora hueca esférica desaparezca en la cavidad cotiloidea. Se atornilla ahora en el insertor (figura 04) una cubierta de titanio y se coloca en el lecho de la cavidad cotiloidea rectificado y se inserta con una anteversión de 8º y un ángulo de inclinación del plano inicial de 38º en el lecho óseo. La cubierta de la cavidad cotiloidea consigue en todos los casos un asiento a presión absolutamente seguro. El insertor se desatornilla y se inserta una pieza de inserción de prueba (figura 03/100). La pieza de inserción de prueba es de plástico y está disponible en todas las variantes de los módulos y se caracterizada de manera unívoca por ejemplo a través de diferentes colores.

La base de la pieza de inserción de prueba es discontinua (figura 03/101), el alojamiento es cónico (figura 03/102) de manera correspondiente a la cubierta de la cavidad cotiloidea y el apoyo tiene un abultamiento grande por la circunferencia de la cubierta (figura 03/103). La pieza de inserción de prueba puede volver a retirarse de manera sencilla.

A continuación se prepara el fémur y se inserta un componente, después se coloca y se recoloca una cabeza de prueba. La tendencia a la luxación y el ajuste del CR de la cavidad cotiloidea y del fémur se comprueban con cuidado, dado el caso se realiza un control de intensificador de imagen. Tras la comprobación realizada se sustituye la pieza de inserción de prueba por un módulo de titanio con cerámica, éste puede ser de dos piezas o mejor de una sola pieza, y se coloca una cabeza de cerámica definitiva.

Con la colocación de los drenajes, las miorrafias y fasciorrafia, así como la sutura quirúrgica finaliza la operación.

Sustitución de cavidad cotiloidea modular

Figura 01

Figura 01/10 cubierta de metal (titanio) para el anclaje en el hueso de la pelvis con un aplanamiento y

figura 01/11 aberturas en la base de la cavidad cotiloidea y una

figura 01/12 zona de anclaje de encaje a presión esférica, en forma de banda con

figura 01/13 un alojamiento cónico preciso para la pieza de inserción y

figura 01/14 de una a varias aberturas en la base de la cavidad cotiloidea y

figura 01/15 taladros dispuestos de manera circular alrededor del ecuador a través del revestimiento.

Figura 01/20 pieza de inserción de cerámica con ajuste en (figura 01/13) a través del

figura 01/21 cono rectificado de precisión y la

figura 01/22 articulación esférica rectificada de precisión con la máxima llanura de superficie.

Figura 01/30 módulo de metal (titanio) para la cubierta (figura 01/10) con

figura 01/31 apoyo en la entrada de cubierta y

figura 01/32 estructura para evitar un punto de rotura controlada y

figura 01/33 abertura en la base, así como

figura 01/34 alojamiento de cono de precisión para la pieza de inserción (figura 01/20) u otras con desviación de hasta 4 mm y

figura 01/35 base redondeada de la cavidad cotiloidea.

Figura 01/40 módulo de metal para piezas de inserción de cerámica y HDPE con una desviación de hasta 7 mm.

Figura 01/50 pieza de inserción de HDPE en el módulo (figura 01/30) con

figura 01/51 cono de precisión y

figura 01/52 superficie de articulación de precisión con máxima llanura para el alojamiento de una esfera con una desviación de 0 mm de la pieza de inserción.

Figura 01/60 pieza de inserción de HDPE para el módulo (figura 01/30) con las características análogas con respecto a (figura 01/51) y (figura 01/52) de manera análoga con respecto a (figura 01/61 y figura 01/62) con una desviación de 4 mm.

Figura 01/70 pieza de inserción de HDPE para el módulo (figura 01/40) con las características análogas (figura 01/71) y (figura 01/72) con respecto a (figura 01/51) y (figura 01/52) con una desviación de 7 mm.

Figura 01/80 módulo de una sola pieza que está compuesto por una pieza de inserción de cerámica introducida de manera fija mediante presión (figura 01/81) y una parte posterior metálica (figura 01/82).

Figura 02 cubierta de metal (figura 02/10) con módulo isogénico (figura 02/30) para el alojamiento por ejemplo de una pieza de inserción de cerámica (figura 02/20) con

figura 02/16 una rugosidad de superficie de 50 a 140 \mum, preferiblemente de 80 a 100 \mum.

Figura 03 cubierta de metal (figura 03/10) con una pieza de inserción de prueba (figura 03/100) con

figura 03/101 base perforada y

figura 03/102 cono de precisión para el alojamiento en la cubierta y

figura 03/103 apoyo de collar con la posibilidad para pasar ligeramente por detrás en caso de una extracción.

Figura 04 insertor (figura 04/200) con

figura 04/210 barra central con

figura 01

figura 04/211 alojamiento para la cubierta de cavidad cotiloidea y

figura 04/220 estructura de mango con

figura 04/221 pieza superpuesta de cubierta y

figura 04/222 mango y

figura 04/223 impacto de martillo.

Claims

1. Sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera para la sustitución de la cavidad cotiloidea natural, compuesto por una cubierta (10) exterior, al menos un módulo (30) de inserción y al menos una pieza (20) de inserción para alojar una cabeza esférica que se articula, presentando

-: la cubierta (10) exterior una superficie (13) de cono interior para el alojamiento del módulo (30) de inserción, y

-: el módulo (30) de inserción una superficie (34) de cono exterior para ponerse en contacto con la superficie (13) de cono interior correspondiente de la cubierta (10),

caracterizado porque

-: el módulo (30) de inserción presenta un apoyo (31) anular que se extiende radialmente hacia fuera que en su lado inferior dirigido a la cubierta (10) encierra a modo de arco un espacio (32) libre para evitar la concentración de tensión, y porque

-: el módulo (30) de inserción presenta una base (33, 35) redondeada abierta.

2. Sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera según la reivindicación 1, constituido de modo que la cubierta exterior es esférica con la cúpula aplanada y el alojamiento para el módulo de inserción está configurado de manera cónica.

3. Sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera según la reivindicación 1 ó 2, constituido de modo que la inclinación del cono, el ángulo de cono, se sitúa entre 3º y 15º, preferiblemente en 7º, lo que corresponde por ejemplo a una pendiente de 39/35 sobre 13 mm.

4. Sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera según una de las reivindicaciones 1 a 3, constituido de modo que la cubierta exterior está fabricada de titanio, una aleación de titanio, tántalo, una aleación de tántalo, una aleación de CoCrMo o de acero inoxidable y el módulo de inserción es del mismo material, está configurado esencialmente de manera cónica y aloja una pieza de inserción que se articula con la cabeza artificial que es de cerámica o plástico o está unida de manera fija con el mismo.

5. Sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera según una de las reivindicaciones 1 a 4, constituido de modo que una pieza de inserción de HDPE está insertada en un módulo de metal o está unida de manera fija con el mismo, que evita en gran parte la deformación del plástico.

6. Sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera según una de las reivindicaciones 2 a 5, constituido de modo que una pieza de inserción de prueba, que puede retirarse de manera sencilla, puede insertarse en la cubierta esférica.

7. Sistema de cavidad cotiloidea de articulación de cadera según una de las reivindicaciones 1 a 6, constituido de modo que para cada módulo de inserción existe una pieza de inserción de prueba correspondiente de una sola pieza o de dos piezas, con la que puede realizarse una recolocación de prueba y que está construida de modo que puede retirarse de manera sencilla.