ES2560654T3

ES2560654T3 - Reproducción de la orientación del implante ortopédico

Info

Publication number: ES2560654T3
Application number: ES05257964.6T
Authority: ES
Inventors: Matthew M. Biss; Jack F. Long; Edmund W. Frazee
Original assignee: DePuy Products Inc
Current assignee: DePuy Products Inc
Priority date: 2004-12-29
Filing date: 2005-12-22
Publication date: 2016-02-22
Anticipated expiration: 2025-12-22
Also published as: AU2005247033B2; US20060142871A1; EP1681038A3; JP2006187622A; EP1681038B1; US8460390B2; AU2005247033A1; JP4823686B2; EP1681038A2

Abstract

Un implante de ensayo para la articulación de un paciente, que comprende: una porción de vástago (12) configurada para el reemplazo dentro de un hueso de un paciente, teniendo la porción de vástago una cavidad (20) formada dentro de ella, un componente de articulación (16) configurado para contacto de articulación con un aspecto correspondiente de la articulación, un ensamblaje de montaje (18) para montar el componente de articulación a la porción de vástago de manera que la orientación angular del componente de articulación con respecto a la porción de vástago pueda ajustarse, que incluye un elemento de montaje que tiene una porción (74) configurada para soportar el componente de articulación y una porción expansible (76) que está ranurada de manera que pueda expandirse dentro de la cavidad en la parte de vástago, teniendo la porción expansible un taladro (85) formado en ella, y un elemento de expansión (88) que puede insertarse en el taladro en el elemento de montaje y girarse para hacer que se dirija hacia abajo dentro del taladro, para hacer que la porción expansible se extienda dentro de la cavidad, caracterizado porque el taladro (85) en la porción expansible tiene una superficie de leva circunferencial orientada hacia arriba (87) formada en él que se acopla por el elemento de expansión a medida que se dirige hacia abajo en el taladro para hacer que la porción expansible se extienda dentro de la cavidad.

Description

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Reproduccion de la orientacion del implante ortopedico.

La presente invencion se refiere a dispositivos protesicos y, mas especfficamente, a un sistema y metodo de reproduccion de la posicion angular de una cabeza de articulacion de una protesis. La invencion tiene aplicacion particular al componente humeral de una protesis de hombro.

La reparacion y reemplazo de articulaciones humanas, tales como la rodilla, hombro, codo y cadera, se ha convertido en un tratamiento medico cada vez mas frecuente. Vidas mas largas significan que las articulaciones aguantan mas desgaste y desgarro. Mas actividades deportivas significan mayor probabilidad de lesiones graves de las articulaciones. El tratamiento de lesiones, el desgaste y la enfermedad en las articulaciones humanas ha progresado desde el uso de ortoticos hasta enmascarar el problema, hasta la fusion de la articulacion, hasta el uso de protesis para reemplazar el (los) componente(s) de articulacion danado(s).

Asf como ha aumentado la tasa de exito para los reemplazos totales o parciales de articulaciones, tambien existe la necesidad de modularidad y universalidad en las protesis de articulacion. La variedad de pacientes significa que no bastara un unico tamano o configuracion de protesis de articulacion. Las dimensiones ffsicas de los componentes de una articulacion del paciente varfan, ademas de la relacion bio-mecanica entre estos componentes. Por ejemplo, en una protesis de hombro, la relacion entre los componentes humeral y glenoide de la articulacion puede ser significativamente diferente entre pacientes. Estas relaciones son especialmente importantes si solo esta reemplazandose un componente de la articulacion y debe integrarse con el componente de articulacion opuesto natural existente.

Por ejemplo, en muchas cirugfas de hombro, solo se reemplaza el componente humeral, dejando el componente glenoide intacto. En este caso, es imperativo que la superficie de articulacion del componente humeral coincida con la superficie de articulacion del componente glenoide tan perfectamente como sea posible, tanto estatica como dinamicamente. Con una protesis humeral tfpica, la version e inclinacion se ajustan por la geometrfa de la cabeza de la protesis. En otras palabras, estan disponibles ciertas geometrfas de cabeza predeterminadas que pueden seleccionarse para un componente glenoide correspondiente. Ausente una variedad infinita de geometrfas de cabeza predeterminadas, la protesis humeral resultante puede solo lograr frecuentemente una mejor relacion de ajuste con el componente glenoide de la articulacion de hombro.

Actualmente estan disponibles dos estrategias para un cirujano para la cirugfa de reemplazo de hombro. Una estrategia es realizar la cirugfa de reemplazo de hombro segun el diseno de una protesis de hombro del fabricante particular o lfnea de producto de protesis de hombro. En este caso, un cirujano esta provisto de instrumentacion y pautas de tecnica para la protesis de hombro particular o lfnea de protesis. Las pautas y/o instrumentacion dirigen o dictan el angulo de reseccion de la cabeza humeral para el implante (protesis). Este angulo esta en relacion con el canal intramedular humeral y esta disenado para coincidir con un conjunto optimo de angulos ya presentes en el diseno de la protesis.

Otro enfoque es realizar la cirugfa de reemplazo de hombro segun la anatomfa del paciente. Particularmente, la cabeza humeral se resecciona segun angulos percibidos por ser “anatomicos” en opinion del cirujano, no segun angulos ya presentes en la propia protesis. Con este enfoque, la protesis se disena de manera que su configuracion sea intraoperatoriamente ajustable. Esto permite que la protesis sea ajustable in situ de manera que pueda coincidir con la preparacion osea.

Incluso con respecto a estos dos modos divergentes de estrategia quirurgica, un problema comun en la cirugfa del hombro es hacer coincidir el angulo de reseccion humeral a traves del margen articular con el angulo predeterminado disenado en la protesis. Este angulo puede incluir el angulo entre un collar protesico y la seccion de la diafisis en el vastago. En el caso de un vastago sin collar, el angulo puede inscribir la diferencia entre el eje longitudinal del vastago y la superficie inferior de la cabeza protesica. Se considera optimo para la fijacion y biomecanica si el angulo reseccionado y el angulo de la protesis son identicos, permitiendo asf el contacto fntimo entre la superficie superior del hueso reseccionado y la superficie inferior del implante.

Ademas, la version angular en la que la protesis se implanta tendra un impacto significativo sobre la biomecanica de la articulacion protesica. Muchas protesis de sistemas de hombro en el mercado imponen el angulo varo/valgo del corte de hueso. Esta estrategia no permite que el cirujano haga coincidir intraoperativamente el implante con la biomecanica del paciente despues de haberse ensayado la protesis, mucho menos implantado. Hay dos productos conocidos actualmente comercializados que intentan resolver al menos una de las cuestiones anteriormente indicadas. Primero, el sistema que se comercializa por Tomier S A bajo la marca registrada Aequalis proporciona una union modular dentro de la region de la metafisis del vastago que permite intercambiar un pequeno bloque entre el vastago y la cabeza humeral. Este bloque esta disponible en multiples angulos, permitiendo asf que el cirujano seleccione el bloque que mejor se ajusta a la anatomfa osea cuando se resecciona. Este sistema, sin embargo, tiene dos debilidades primarias. Primera, el uso de bloques modulares obviamente fuerza al diseno a solo permitir ajustes angulares en incrementos finitos. Segunda, la necesidad de ajustar el angulo mediante bloques modulares obliga al

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cirujano a quitar el vastago, cambiar un componente y recolocar el vastago.

Un segundo producto comercialmente disponible proporciona una cabeza humeral que es infinitamente ajustable en los angulos varo/valgo y anterior/posterior con respecto a la porcion de vastago de la protesis. Esto se lleva a cabo mediante una protrusion de forma esferica sobre la superficie superior del vastago que se ajusta en una cavidad esferica en la cabeza humeral. Estas superficies correspondientes permiten que la cabeza se articule alrededor del vastago, permitiendo asf la colocacion ajustable de la cabeza. La cabeza puede bloquearse en una posicion con respecto al vastago. Esta solucion proporciona la capacidad de ajustar el angulo del cuello-arbol, ademas de la version mediante la flexibilidad en el angulo anterior/posterior. El mecanismo de bloqueo, sin embargo, es inferior al optimo, ya que requiere el giro de un tornillo de bloqueo que tiene su cabeza orientada al lateral e inferior, para el que no hay acceso una vez el vastago ha cementado. Esto elimina la capacidad de ajustar la posicion de la cabeza en el camino, y obliga a una revision total si las superficies articulares alguna vez necesitan ser revisadas. Finalmente, la protrusion sobre el vastago humeral, incluso cuando la cabeza humeral no este en su sitio, limita el acceso del cirujano al glenoide en la preparacion de un reemplazo glenoide.

Una mejora a este ultimo producto pone un elemento de montaje ajustable entre el vastago y la cabeza humeral. El elemento de montaje esta configurado para articular el acoplamiento con el vastago para permitir la colocacion angular del componente de cabeza en multiples grados de libertad. Detalles de esta protesis se desvelan en el documento US-A-2005/0143829.

Como se desvela en el documento US-A-2005/0143829, la cabeza humeral se fija al elemento de montaje por un acoplamiento de ajuste a presion. El elemento de montaje se asegura al vastago humeral por dos mecanismos. En el primer mecanismo, el elemento de montaje logra un ajuste por friccion con un taladro conico en el cuello del vastago humeral. El segundo mecanismo de fijacion incluye un tornillo que esta roscado en una porcion de taladro roscada del taladro conico en el vastago. El tornillo choca contra el elemento de montaje para cerrar el elemento en posicion dentro del taladro conico. La protesis de articulacion desvelada en el documento US-A-2005/0143829 es tanto modular como universal porque permite la colocacion infinitamente variable de un componente de articulacion correspondiente con respecto a una porcion de acoplamiento de hueso de la protesis. Ademas, esta protesis mejorada esta facilmente disponible para modificacion, tanto durante la implantacion inicial como durante un procedimiento de revision posterior.

Con protesis de hombro que permiten que un cirujano ajuste la posicion angular de la cabeza humeral, tales como aquellas descritas anteriormente, debe estar disponible un metodo para ensayar la protesis. Cuando la protesis de ensayo se implanta, pueden hacerse varios ajustes para establecer la posicion angular de la cabeza protesica con respecto al vastago humeral. En un sistema de ensayo tfpico, la protesis de ensayo incluye un escariador configurado para ser estrechamente recibido dentro de un canal intramedular (IM) previamente preparado del humero. En los sistemas actuales, un elemento de articulacion esta orientado con respecto al cuello del escariador y se asegura en el sitio por una conicidad de ajuste a presion. Asf, el asegurar el elemento de ensayo de articulacion requiere el impacto del elemento dentro del escariador. Este metodo produce el frotamiento del escariador, que puede limitar significativamente la vida util del escariador. Ademas, la etapa de impacto hace frecuentemente que el escariador de ensayo se hunda mas en el canal IM. Este desplazamiento del escariador de ensayo produce un desplazamiento indeterminado del centro de rotacion del elemento de ensayo. Ademas, las discrepancias entre la cantidad de impacto del elemento de ensayo con respecto al elemento de implante final producen un desplazamiento desconocido de este centro de rotacion, que por ultimo lugar conduce a un mal ajuste anatomico y alineamiento poco apropiado de la protesis de cabeza humeral.

El documento DE-C-10123517 desvela una protesis de articulacion de hombro que incluye una porcion de conexion expansible entre la parte de vastago y la parte de cabeza de articulacion. La porcion de conector tiene un taladro conico que recibe un perno de expansion.

En un aspecto, la presente invencion proporciona un implante de ensayo como se define en la reivindicacion 1.

El sistema de ensayo de la invencion tiene la ventaja de que puede garantizar la reproduccion precisa de los angulos del implante de ensayo sin usar el impacto para fijar los componentes de ensayo.

Preferentemente, la porcion expansible del elemento de montaje incluye una bola de expansion y un taladro dentro de la bola. En una caracterfstica de estas realizaciones, las porciones correspondientes del elemento de expansion y el taladro definen un acopamiento rotacional de manera que la rotacion del elemento de expansion dirija el elemento de expansion dentro del taladro. Ademas, el elemento de expansion y el taladro incluyen porciones de cooperacion que cooperan para expandir la bola cuando el elemento de expansion se dirige dentro del taladro. En una realizacion mas especffica, el taladro es un taladro roscado conico y el elemento de expansion es un tornillo configurado para ser roscado dentro del taladro roscado. Alternativamente, el tornillo puede ser conico para expandir el taladro y la bola. En otra realizacion especffica, las porciones correspondientes definen un acoplamiento roscado y las porciones de cooperacion incluyen una porcion conica del taladro y un teton sobre el elemento de expansion dimensionado para expandir la porcion conica cuando el elemento de expansion se dirige dentro del taladro.

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Preferentemente, la bola de expansion incluye una primera porcion de bola adyacente a la porcion del elemento de montaje configurada para soportar el componente de articulacion que define un primer diametro esferico. La porcion de bola incluye adicionalmente una segunda porcion de bola unida a la primera porcion de bola y que define un segundo diametro esferico mas pequeno que el primer diametro esferico.

Preferentemente, la cavidad en el vastago incluye un borde anular que se extiende dentro de la cavidad. El borde anular define un diametro interno que es inferior al diametro externo de la porcion expansible del elemento de montaje en tanto sus estados no expandido como expandido. La porcion expansible tiene una estado contrafdo que define un diametro externo inferior al diametro interno del borde de manera que la porcion expansible pueda insertarse pasado el borde dentro de la cavidad. Una vez pasado el borde, la porcion expansible puede asumir su configuracion no expandida en la que la porcion es atrapada dentro de la cavidad, pero todavfa movil a diversas orientaciones angulares.

Preferentemente, el borde anular define un diametro interno y la porcion expansible define un diametro expandido en la configuracion expandida que es mayor que el diametro interno. Ademas, la porcion expansible tiene una configuracion no expandida que define un diametro superior al diametro interno para retener la porcion expansible dentro de la cavidad. En otro aspecto mas de esta realizacion, la porcion expansible tiene una configuracion comprimida que define un diametro que es inferior al diametro interno para permitir el paso de la porcion expansible pasado el borde anular dentro de la cavidad.

Preferentemente, la porcion expansible incluye una bola de expansion y un elemento de expansion que se extiende en la bola de expansion y configurado para expandir la bola a la configuracion expandida. La bola de expansion puede definir un taladro roscado conico y el elemento de expansion es un tornillo configurado para ser enroscado en el taladro roscado. En una realizacion preferida, la bola de expansion incluye una primera porcion de bola dispuesta para poner en contacto el borde anular y la pared lateral cuando la porcion expansible se expanda dentro de la cavidad y que define una primer diametro esferico. La bola de expansion incluye adicionalmente una segunda porcion de bola conectada a la primera porcion de bola y dispuesta para poner en contacto la base de la cavidad cuando la porcion expansible se expande dentro de la cavidad y que define un segundo diametro esferico inferior al primer diametro esferico.

El aparato de la invencion puede usarse en un metodo de establecimiento de una orientacion angular de un componente de articulacion de un implante para la articulacion de un paciente con respecto a un componente de vastago configurado para el reemplazo dentro de un hueso de un paciente, que comprende las etapas de:

proporcionar un ensamblaje de montaje de ensayo para montar el componente de articulacion al componente

de vastago, teniendo el ensamblaje de montaje de ensayo una porcion expansible configurada para expandirse

dentro de una cavidad definida en el componente de vastago;

disponer la porcion expansible dentro de la cavidad en el componente de vastago;

introducir un elemento de expansion en la porcion expansible;

girar el elemento de expansion con respecto a la porcion expansible para dirigir el elemento de expansion dentro de la porcion expansible, haciendo que la porcion expansible se expanda dentro de la cavidad.

El aparato de la invencion puede usarse en un metodo de establecimiento de una orientacion angular de un componente de articulacion de un implante para la articulacion de un paciente con respecto a un componente de vastago configurado para el reemplazo dentro de un hueso de un paciente, y comprende las etapas de:

proporcionar un ensamblaje de montaje de ensayo para montar el componente de articulacion al componente de vastago, teniendo el ensamblaje de montaje de ensayo una porcion expansible configurada para expandirse dentro de una cavidad definida en el componente de vastago; disponer la porcion expansible dentro de la cavidad en el componente de vastago;

expandir la porcion expansible dentro de la cavidad de manera que la porcion expansible se ponga en contacto con la cavidad en tres puntos del contacto.

El sistema de ensayo de la invencion puede usarse para obtener la orientacion angular de un componente de articulacion para una protesis de articulacion. El sistema que no requiere impacto para fijar los componentes de ensayo en su orientacion angular apropiada.

La invencion se tratara ahora en mas detalle con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La FIG. 1 es una vista lateral de un implante humeral para una protesis de hombro.

La FIG. 2 es una vista en seccion transversal parcial a escala ampliada de un ensamblaje de ensayo.

La FIG. 3 es una vista en seccion transversal de un cilindro de bola del ensamblaje de ensayo mostrado en la FIG. 2.

La FIG. 4 es una vista desde abajo del cilindro de bola mostrado en la FIG. 3.

La FIG. 5 es una vista en seccion transversal parcial a escala ampliada de la superficie de separacion entre el cilindro de bola de la FIG. 2 y el cuello de un escariador de ensayo.

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La FIG. 6 es una vista en seccion transversal a escala ampliada de una construccion alternativa de la cavidad

de montaje para recibir el cilindro de bola de ensayo.

La FIG. 7 es una vista en seccion transversal a escala ampliada de un cilindro de bola segun la invencion para

su uso con el implante humeral mostrado en la FIG. 1.

La FIG. 8 es una vista lateral de un instrumento de reproduccion para su uso en reproducir la orientacion

angular del cilindro de bola en el ensamblaje de ensayo de la presente invencion.

La invencion se describe a continuacion con referencia a una protesis de articulacion de hombro, y particularmente el componente humeral de la protesis. Sin embargo, la invencion puede usarse en relacion con otras articulaciones o superficies de separacion de huesos del cuerpo. La caracterfstica comun entre estos usos alternativos de la invencion es que incluyen componentes que pueden asumir un intervalo de orientaciones angulares los unos con respecto a los otros. Aquellas orientaciones angulares deben reproducirse de un implante de ensayo o protesis a un implante final.

Se muestran construcciones en los dibujos que necesariamente no forman parte de la invencion y estan incluidas en la memoria descriptiva para facilitar el entendimiento de la invencion.

Con referencia a los dibujos, la FIG. 1 muestra una protesis humeral 10 para su uso en un reemplazo de articulacion de hombro. La protesis incluye un vastago 12 configurado para disponerse dentro del canal IM preparado del hueso humero. Si la protesis 10 es un implante final, el vastago esta configurado para la implantacion permanente dentro del canal IM, frecuentemente acompanado por la introduccion de cemento oseo en el canal. Si la protesis 10 es un implante de ensayo, la protesis puede ser un escariador que combina su funcion como herramienta de trabajo de hueso para preparar el taladro en el canal IM con su funcion como vastago de ensayo.

La protesis 10 incluye un cuello 13 que esta inclinado con respecto al vastago, pero dispuesto para estar alineado con la cabeza reseccionada del hueso humero cuando la protesis se implanta. Un componente de cabeza de articulacion 16, o cabeza humeral para una protesis de hombro, esta soportada sobre el vastago 12 por un ensamblaje de montaje 18. Si la protesis es una protesis final, el ensamblaje de montaje esta configurado para una fijacion final, tal como por impacto en una cavidad 20 en el cuello 13 del vastago. Si la protesis 10 es un escariador de ensayo, el ensamblaje de montaje 18 puede construirse segun la presente invencion desvelada en el presente documento.

Con el fin de lograr una protesis de articulacion que imite la articulacion natural tan estrechamente como sea posible, el componente de articulacion 16 es infinitamente posicionable. Si la protesis 10 es una protesis humeral, el componente de cabeza humeral 16 debe ser variablemente angularmente posicionable en los grados de libertad de rotacion medial-lateral M-L y superior inferior S-I. En una articulacion de hombro tfpica, la cabeza humeral se colocara a un angulo de 135° con respecto al eje del hueso humero. Sin embargo, variaciones normales en la anatomfa del paciente pueden dar angulos de cabeza humeral de 120° a 150°. Asf, una protesis humeral 10 universal sera capaz de variaciones de 15° en todas las direcciones angulares desde la lfnea de referencia media D que pasa perpendicular a la superficie de plataforma 14 del cuello 13.

El cuello 13 del vastago 12 incluye una ranura de colocacion superior 22 y un par de ranuras de colocacion inferior 24. Como se ha explicado en mas detalle en el presente documento, estas ranuras establecen la posicion de los implantes de ensayo y finales en un instrumento de reproduccion, que sirve de medio para proporcionar una orientacion repetible para la lfnea de referencia D con respecto a la cual se establece la orientacion angular de la cabeza humeral.

Un ensamblaje de ensayo 30 que no requiere impacto de los componentes de ensayo se representa en la FIG. 2. El ensamblaje 30 incluye un cilindro de bola de ensayo 32 que tiene una porcion de cilindro 34 y una porcion de bola de expansion 36. La porcion de cilindro 34 define una superficie externa 38 que es recibida dentro de una cavidad correspondiente 17 formada en el componente de cabeza humeral 16. Preferentemente, la porcion de cilindro y la cavidad correspondiente forman un ajuste apretado, pero no un acoplamiento de ajuste por compresion de manera que no se requiere impacto del ensamblaje de ensayo 30. La porcion de cilindro 34 puede proveerse de una muesca de alineamiento 65 para recibir una pestana 66 formada sobre el interior de la cavidad correspondiente 17 en la cabeza humeral. La muesca y la pestana se enganchan para garantizar que el cilindro de bola de ensayo 32 gire y pivote con la cabeza humeral a medida que la cabeza se manipula dentro de la articulacion de hombro del paciente para encontrar el ajuste optimo con el aspecto glenoide de la articulacion.

El cilindro de bola de ensayo define una cavidad interna 40 que proporciona acceso a un taladro conico 45. El taladro conico es coincidente con ranuras de expansion 42 formadas en la porcion de bola de expansion 36. Preferentemente, se proporcionan cuatro de tales ranuras de expansion 42, como se observa mejor en la FIG. 4. Las ranuras estan configuradas de un modo convencional para permitir la expansion radial o diametrica de la porcion de bola 32 a medida que el elemento de expansion es dirigido dentro del taladro conico 45. Preferentemente, el elemento de expansion es un tornillo de expansion 48 con un vastago roscado de diametro uniforme 49 que se rosca en roscas internas 46 del taladro conico. El tornillo 48 incluye una porcion de cabeza 50 que es preferentemente mayor que el vastago roscado 49 de manera que la porcion de cabeza se pone en contacto con la porcion inclinada

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41 (FIG. 3) de la cavidad para limitar el paso del tornillo dentro del taladro. La porcion de cabeza puede proveerse de una cavidad hexagonal interna para recibir un destornillador hexagonal conocido para atornillar el elemento de expansion 48 en el taladro roscado conico 45.

Debe entenderse facilmente que a medida que el tornillo de expansion 48 se enrosca en el taladro conico 45, el vastago roscado 49 hace que las paredes del taladro se expandan hacia afuera, abriendo asf cada una de las ranuras de expansion 42 (como se muestra en la FIG. 5). Segun la realizacion preferida de la invencion, el elemento de expansion 48 es un tornillo dirigido dentro de un taladro conico. Alternativamente, el taladro 45 en la porcion de bola de expansion 36 puede tener un diametro uniforme y el tornillo de expansion puede incorporar un vastago roscado conico. Independientemente de que el componente sea conico o uniforme, una superficie de separacion de taladro roscado por tornillo es un mecanismo preferido para alargar la porcion de bola de expansion 36, ya que se basa en la aplicacion de par de torsion en vez de en una fuerza de impacto para dirigir el elemento de expansion 48 dentro del taladro 45. Se contemplan otros elementos de expansion que se basan en la aplicacion de un par de torsion o fuerza de rotacion para expandir las ranuras 42 en la porcion de bola 36.

Segun una caracterfstica del ensamblaje de ensayo 30, la porcion de bola de expansion 36 esta configurada de manera que el centro de rotacion C (FIGS. 2 y 5) coincida automaticamente sustancialmente con el centro de rotacion del implante final. Idealmente, este centro de rotacion C es fijo con respecto al hueso humero cuando tanto el escariador de ensayo como el implante final se acoplan con el canal IM. El mantenimiento de esta constante de punto de referencia garantiza que el angulo reproducido de la cabeza humeral en el implante final es anatomicamente preciso y apropiado para la anatomfa de la articulacion de hombro del paciente. Como es evidente, la porcion de bola de expansion 36 del cilindro de bola de ensayo 32 esta dimensionada para deslizarse libremente dentro y fuera de la cavidad de montaje 20 formada en el cuello 13 del escariador de ensayo. Asf, a menos que la porcion de bola de expansion este apropiadamente colocada y limitada, el centro de rotacion C puede desplazarse hacia arriba y hacia abajo y radialmente lado a lado dentro de la cavidad.

La porcion de bola de expansion esta positivamente colocada y limitada en tres puntos de contacto dentro de la cavidad 20. Segun la realizacion preferida, la porcion de bola de expansion incluye una porcion de bola mas grande 54 y una porcion de bola mas pequena 56 que sobresale de una base truncada 55 (FIGS. 1 y 5) de la porcion de bola mas grande. Las dos porciones de bola comparten su origen con el centro de rotacion C. La porcion de bola mas pequena 56 se proporciona para reducir la altura global de la porcion de bola de expansion 36, que se traduce en una profundidad minimizada para la cavidad de montaje 20. Como puede apreciarse en la FIG. 1, el tamano del cuello 13 limita la profundidad para la cavidad de montaje 20. Por otra parte, las consideraciones de fuerza, estabilidad y exactitud sugieren un diametro optimo para la porcion de bola de expansion, y particularmente para la porcion de bola mas grande 54. Si la porcion de bola de expansion entera 36 se formara al mismo diametro que la porcion de bola mas grande, la cavidad 20 tendrfa que ser mas profunda para acomodar la porcion de bola, que necesariamente superarfa el lfmite estructural para la cavidad. Asf, el truncar la porcion de bola de mayor diametro 54 e integrar la porcion de bola de diametro mas pequeno 56 reduce suficientemente la altura de la porcion de bola de expansion de manera que la cavidad pueda entrar dentro de los lfmites de profundidad preferidos tratados anteriormente.

La cavidad de montaje 20 incluye un labio radial o anillo 62 en la abertura de la cavidad adyacente a la superficie de plataforma 14. A medida que se expande la porcion de bola 36, la porcion de bola mas grande 54 se pone en contacto con este labio en el punto P1. Se entiende que este momento P1 representa una lfnea circunferencial del contacto entre la porcion de bola esferica 54 y la cavidad cilfndrica 20. A medida que la porcion de bola mas grande 54 se expande adicionalmente en el labio 62, la reaccion empuja la porcion de bola 36 mas profundamente dentro de la cavidad 20 hasta que la porcion de bola mas pequena 56 llega al fondo sobre la cavidad base 58 en el punto P2. De nuevo, se entiende que el punto de contacto P2 representa una lfnea circunferencial de contacto entre la porcion de bola esferica 56 y la base plana 58, rota a intervalos de 90° por los huecos formados por las ranuras expandidas 42. La expansion adicional de la porcion de bola mas grande 54 se detiene con la porcion que pone en contacto la pared lateral de la cavidad 60 en el punto circunferencial del contacto P3. Estos tres puntos del contacto P1, P2 y P3 fijan la localizacion del centro de rotacion C y proporcionan un compromiso solido de la porcion de bola 36 dentro de la cavidad 20.

La porcion de bola mas grande 54 esta formada con un diametro esferico de 9,25 mm (0,364 pulgadas), mientras que la porcion de bola mas pequena tiene un diametro esferico de 8,0 mm (0,314 pulgadas). Las ranuras de expansion 42 tienen una anchura de 0,64 mm (0,025 pulgadas). Las ranuras de expansion tambien acomodan la compresion de la porcion de bola 36 de manera que el diametro interno del labio 62 pueda ser mas pequeno que el diametro esferico de la porcion de bola mas grande. En otras palabras, la pared cilfndrica 60 de la cavidad 20 esta formada en un diametro de aproximadamente 9,5 mm (0,375 pulgadas), que es mayor que el diametro mas grande de la porcion de bola de expansion 36. El labio 62 sobresale hacia adentro de la pared lateral de la cavidad 60 a un diametro interno de aproximadamente 9,0 mm (0,355 pulgadas), que es inferior al diametro de la porcion de bola mas grande 54. Cuando las ranuras 42 estan completamente comprimidas, el diametro de la porcion de bola mas grande disminuye aproximadamente la mitad de la anchura de la ranura, o aproximadamente 0,30 mm (0,012 pulgadas). Este diametro externo reducido de 8,94 (0,352 pulgadas) es inferior al diametro interno del labio de manera que la porcion de bola comprimida pueda deslizarse mas alla del labio 62 y dentro de la cavidad 20. Una vez

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dentro, la porcion de bola 36 se restaura a su tamano normal de manera que la porcion de cilindro 34 se retenga de manera suelta sobre el escariador de ensayo 12.

El labio 62 esta fntegramente formado dentro de la cavidad 20, tal como mecanizando un rebaje en el escariador de ensayo 12. Alternativamente, el labio circunferencial puede crearse por una argolla 68 montada dentro de una ranura 69 adyacente a la superficie de plataforma 14, como se muestra en la FIG. 6. La argolla sobresale hacia adentro en el interior de la cavidad para definir un diametro interno comparable al diametro interno del labio 62 mostrado en la FIG. 5. La argolla toca fondo preferentemente dentro de la ranura de manera que no haya variacion en el diametro interno definido por el anillo, que es importante para garantizar la adecuada colocacion del centro de rotacion C.

En la construccion mostrada en las FIGS. 2-4, la porcion de bola de expansion 36 depende de un taladro roscado conico y un tornillo de expansion para expandir la porcion de bola y asegurarla dentro de la cavidad. En una construccion alternativa se usa un planteamiento de teton y leva para expandir la porcion de bola. Como se muestra en la FIG. 7, un ensamblaje de ensayo 70 incluye un cilindro de bola de ensayo 72 que tiene una porcion cilfndrica 74 y una porcion de bola de expansion 76. La porcion cilfndrica 74 tiene una superficie externa 78 que esta adaptada para corresponderse con el taladro 17 en el componente de cabeza humeral 16. La porcion cilfndrica tambien define una cavidad interna 80 y la porcion de bola 76 incluye ranuras de expansion 82 similares a la realizacion anterior.

En esta realizacion, la cavidad 80 se abre en un taladro 85 que pasa a traves de la porcion de bola de expansion 76. La porcion superior del taladro posee roscas internas 86, mientras que la porcion inferior del taladro define una superficie de leva circunferencial 87. Como puede apreciarse en la FIG. 7, la superficie de leva esta curvada hacia adentro con respecto al taladro 85. El elemento de expansion es un tornillo 88 que tiene una porcion roscada superior 89 configurada para corresponderse con las roscas internas 86. Una cavidad hexagonal 90 acepta un destornillador hexagonal para enroscar el elemento de expansion en el taladro.

La porcion interior del tornillo 88 define un teton 92 que choca contra la superficie de leva 87 a medida que el tornillo se dirige dentro del taladro. En la realizacion preferida, el teton es conico, como se muestra en la FIG. 7. A medida que el teton atraviesa la superficie de leva expande la superficie, y por ultimo lugar expande las ranuras 82 del mismo modo que se ha descrito anteriormente para cerrar la porcion de bola 76 dentro de la cavidad 20.

El ensamblaje de ensayo de la invencion permite un intervalo completo de articulacion o rotacion de los componentes de ensayo, y mas especfficamente el componente de cabeza de ensayo 16. Las porciones de bola de expansion 36, 76 establecen positivamente el centro de rotacion C, que coincide con los orfgenes para las porciones de bola esferica mas grande y mas pequena. Al igual que con otros implantes de ensayo, el escariador de ensayo 10 esta colocado dentro del canal IM preparado con la superficie de plataforma 14 alineada con la superficie reseccionada del hueso humero. El cilindro de bola de ensayo 32 se coloca entonces dentro de la cavidad de montaje 20. El angulo tridimensional del cilindro de ensayo con respecto al vastago del escariador puede ajustarse con la cabeza humeral de ensayo 16 montada sobre la porcion de cilindro 34. Una vez la cabeza de ensayo se ha orientado apropiadamente con respecto al aspecto glenoide de la articulacion de hombro, el elemento de expansion 48, 88 se aprieta usando una herramienta apropiada. El taladro correspondiente 17 de la cabeza de ensayo 16 pasa preferentemente a traves de la cabeza de manera que pueda accederse al elemento de expansion por el destornillador con la cabeza de ensayo en posicion sobre la porcion de cilindro. La muesca interdigitada 65 y la pestana 66 ayudan a mantener la cabeza del ensayo en posicion a medida que la cabeza se manipula y el elemento de expansion se aprieta.

Es una ventaja que el elemento de expansion pueda apretarse dentro de la porcion de bola de expansion sin la aplicacion de una fuerza de impacto. En la realizacion preferida, el elemento de expansion se aprieta aplicando un par de torsion o una fuerza rotacional al elemento. Lo mas preferentemente, se proporciona una superficie de separacion roscada entre el elemento de expansion y la porcion de bola de expansion de manera que pueda controlarse la cantidad de par de torsion de apriete. En un enfoque alternativo, la superficie de separacion rotacional puede estar en forma de un acoplamiento de bayoneta en el que el elemento de expansion gira a traves de un angulo fijo y superficies correspondientes de leva impulsan el extremo de expansion del elemento dentro del taladro de la porcion de bola de expansion. Con esta alternativa, la cantidad de rotacion del elemento de expansion se calibra de manera que la porcion de bola se expanda suficientemente para garantizar una fijacion solida dentro de la cavidad de montaje.

Una vez se ha establecido la orientacion angular del cilindro de bola de ensayo 32, 72, el escariador de ensayo entero se saca del hueso humero. El ensamblaje de ensayo 30, 70 puede entonces montarse dentro de un instrumento de reproduccion para determinar la posicion angular de la cabeza protesica con respecto a la referencia fijada D y centro de rotacion C establecido. Puede usarse cualquier instrumento de reproduccion para determinar esta orientacion y traducir entonces la posicion en una protesis final.

Un ejemplo de un instrumento de duplicacion 100 mostrado en la FIG. 8 es particularmente apto para uso con los ensamblajes de ensayo 30 y 70 descritos anteriormente. Los detalles de este instrumento se desvelan en el documento US-A-2005/0288681.

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El instrumento 100 incluye un ensamblaje de base 102 que lleva un elemento de abrazadera estacionario 104 y un elemento de abrazadera movil 106. Un mecanismo de ajuste 108 puede ser operado manualmente para mover el elemento de abrazadera movil hacia el elemento estacionario 104. Como se ha explicado anteriormente, el cuello 13 del escariador de ensayo 10 (ademas del implante humeral final) esta provisto de ranuras de colocacion 22 y 24. La ranura superior 22 acepta el elemento de abrazadera fijo 104, mientras que el par de ranuras inferiores 24 estan configuradas para corresponderse con el elemento de abrazadera movil 106. Cuando el cuello del escariador de ensayo se acopla por los elementos de abrazadera 104, 106, la posicion de la referencia D se fija en una orientacion conocida.

El instrumento de reproduccion 100 incluye adicionalmente un elemento fijo de reproduccion 110 que esta montado sobre el ensamblaje de base 102. El elemento fijo incluye una plataforma 112 con patas 114 que son soportadas sobre el ensamblaje de base. La plataforma 110 incluye un domo anular 116 que soporta una junta esferica 118 sobre una superficie y un miembro de gufa canulado 120 sobre la superficie opuesta. El miembro de gufa incluye una porcion de vastago hueca 121 que pasa a traves del domo 116 y la junta 118. La porcion de vastago 121 esta roscada para recibir una contratuerca 122 para fijar la orientacion angular del miembro de gufa 120 con respecto a la referencia D.

La canula de miembro de gufa 120 permite el paso de una herramienta de alineamiento 125, y mas particularmente el arbol de gufa 127 de la herramienta. El extremo distal del arbol de gufa esta dimensionado para ajustarse de forma ajustada dentro de la cavidad 40, 80 de la porcion de cilindro 34, 74. Cuando el arbol de gufa 127 esta situado dentro de la porcion de cilindro del ensamblaje de ensayo, el miembro de gufa 120 y la junta esferica 118 asumen un angulo espacial correspondiente con respecto al domo 116. En este momento en el metodo, la contratuerca se aprieta, fijando asf la posicion angular tridimensional de miembro de gufa 120. El elemento fijo de duplicacion 110 se quita entonces y el escariador de ensayo 10 se suelta del ensamblaje de base. La protesis humeral final se sujeta entonces con abrazadera dentro del ensamblaje de base con un ensamblaje de montaje de cabeza final acoplado de forma suelta al vastago del implante final. La herramienta de alineamiento se reinserta en el miembro de gufa y el arbol de gufa se acopla con el ensamblaje de montaje para reproducir la orientacion angular del cilindro de bola de ensayo 32, 72. La herramienta de alineamiento 125 esta configurada con un extremo de impacto 129 que puede ser golpeado con un mazo para impactar el ensamblaje de montaje de implante final dentro del vastago de implante final. Una vez la cabeza humeral se impacta sobre el ensamblaje de montaje, la protesis esta lista para implantarse en el hueso humero.

Es una ventaja de la invencion que todas las etapas de impacto se produzcan fuera del cuerpo del paciente y con el uso de elementos fijos separados. Asf, la invencion permite la reproduccion altamente precisa del angulo anatomico apropiado para la cabeza humeral con respecto a los aspectos del humero y glenoide de la articulacion de hombro. Estos mismos principios pueden usarse para otras protesis de articulacion en las que el angulo de un componente de articulacion es crftico.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un implante de ensayo para la articulacion de un paciente, que comprende:

una porcion de vastago (12) configurada para el reemplazo dentro de un hueso de un paciente, teniendo la porcion de vastago una cavidad (20) formada dentro de ella,

un componente de articulacion (16) configurado para contacto de articulacion con un aspecto correspondiente de la articulacion,

un ensamblaje de montaje (18) para montar el componente de articulacion a la porcion de vastago de manera que la orientacion angular del componente de articulacion con respecto a la porcion de vastago pueda ajustarse, que incluye un elemento de montaje que tiene una porcion (74) configurada para soportar el componente de articulacion y una porcion expansible (76) que esta ranurada de manera que pueda expandirse dentro de la cavidad en la parte de vastago, teniendo la porcion expansible un taladro (85) formado en ella, y un elemento de expansion (88) que puede insertarse en el taladro en el elemento de montaje y girarse para hacer que se dirija hacia abajo dentro del taladro, para hacer que la porcion expansible se extienda dentro de la cavidad,

caracterizado porque el taladro (85) en la porcion expansible tiene una superficie de leva circunferencial orientada hacia arriba (87) formada en el que se acopla por el elemento de expansion a medida que se dirige hacia abajo en el taladro para hacer que la porcion expansible se extienda dentro de la cavidad.
2. El implante de ensayo de la reivindicacion 1, en el que la porcion expansible del elemento de montaje comprende una bola de expansion (76) que incluye una primera porcion de bola (54) adyacente a la porcion del elemento de montaje configurado para soportar el componente de articulacion y que define un primer diametro esferico, y una segunda porcion de bola (56) que define un segundo diametro esferico mas pequeno que el primer diametro esferico.
3. El implante de ensayo de la reivindicacion 1, en el que la cavidad (20) incluye un borde anular (62) que se extiende dentro de la cavidad.
4. El implante de ensayo de la reivindicacion 3, en el que el borde anular (20) define un diametro interno que es inferior al diametro externo de la porcion expansible (76) del elemento de montaje en su estado no expandido.
5. El implante de ensayo de la reivindicacion 4, en el que la porcion expansible (76) tiene un estado comprimido que define un diametro externo inferior al diametro interno de manera que la porcion expansible pueda insertarse pasado el borde anular (62) dentro de la cavidad (20).
6. El implante de ensayo de la reivindicacion 3, en el que el borde anular (62) define un diametro interno que es inferior al diametro externo de la porcion expansible (76) del elemento de montaje en su estado expandido.